ATLAS BRASILEIRO DE ENERGIA SOLAR
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2ª Edição - 2017
Após mais de 10 anos de sua primeira edição, o Centro de Ciência do Sistema Terrestre (CCST) do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE), através do seu Laboratório de Modelagem e Estudos de Recursos Renováveis de Energia (LABREN), tem a satisfação de publicar a segunda edição, ampliada e revisada, do Atlas Brasileiro de Energia Solar. Trata‐se de um exemplo de trabalho cooperativo entre o INPE e pesquisadores de várias instituições no Brasil: a Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP), a Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC), a Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR) e o Instituto Federal de Santa Catarina (IFSC).
Para essa nova edição, foram empregados mais de 17 anos de dados satelitais e implementados vários avanços nas parametrizações do modelo de transferência radiativa BRASIL-SR, visando melhorar ainda mais a confiabilidade e acurácia da base de dados produzida e disponibilizada para acesso público. Além desses avanços, a nova versão contém análises sobre os níveis de confiança, sobre a variabilidade espacial e temporal do recurso solar, além de apresentar cenários de emprego de várias tecnologias solares. Embora o foco do Atlas seja a área de energia, os dados apresentados também atendem usuários em várias outras áreas de conhecimento, como a meteorologia, climatologia, agricultura, hidrologia e arquitetura
July 30, 2017
Diferente das fontes convencionais de energia utilizadas para geração de eletricidade, a energia solar é temporalmente intermitente e apresenta uma variabilidade espacial elevada em razão de sua forte relação com condições meteorológicas locais (cobertura de nuvens, concentração de aerossóis e gases atmosféricos, sistemas sinóticos entre outros) e fatores astronômicos associados aos movimentos orbital e de rotação da Terra.
O conhecimento sobre o potencial do recurso solar incidente na superfície é essencial, mas não suficiente para impulsionar o uso desta fonte de energia. A variabilidade do recurso solar tem impactos em aspectos técnicos de qualidade e de segurança do sistema elétrico. Assim, além do potencial disponível, informações confiáveis sobre a variabilidade do recurso solar são imprescindíveis para dar suporte ao desenvolvimento de projetos de usinas fotovoltaicas e plantas de geração heliotérmica.
A avaliação do potencial de recursos de energia solar numa região envolve basicamente três componentes: a distribuição espacial do recurso solar, sua variabilidade temporal e as incertezas associadas às duas primeiras componentes. Informações sobre as três componentes são essenciais para elaboração de cenários de aplicação e para estudos preliminares de viabilidade de aproveitamento do recurso solar.
Embora dados coletados em superfície, com instrumentação adequada e observando os cuidados devidos de operação e manutenção, sejam a fonte mais segura para conhecimento do potencial local de energia solar, o custo de instalação e operação de uma estação de coleta de dados com a precisão requerida para o setor energético é um fator limitante. O uso de métodos numéricos torna-se uma alternativa para uma análise preliminar e identificação de locais e áreas de grande interesse para o aproveitamento do recurso solar.
Diversas bases de dados produzidas com uso de modelos baseados em dados satelitais estão disponíveis comercialmente para o território brasileiro. Dentre elas podemos citar o SolarGIS (http://solargis.com), IRENA Global Atlas for Renewable Energy (http://irena.masdar.ac.ae) entre outras. No entanto, as incertezas associadas aos dados de irradiação solar presentes nestas bases não estão apresentadas de forma consistente com as dimensões continentais e características ambientais do Brasil de forma que possibilite a avaliação adequada de riscos associados com a sua utilização na elaboração de um estudo de viabilidade do aproveitamento do recurso solar.
A comunidade científica brasileira vem trabalhando na elaboração de bases nacionais de dados de energia solar de forma consistente e com intercâmbio com instituições internacionais reconhecidas pelos trabalhos aplicados ao setor energético. O resultado deste esforço é o desenvolvimento do modelo BRASIL-SR, por uma equipe de pesquisadores brasileiros vinculados ao INPE e às Universidades Federais (UNIFESP, UFSC e IFSC). O diferencial principal da base de dados produzida com o modelo BRASIL-SR está no fato de que este modelo foi adaptado para as características climáticas do Brasil, localizado em região tropical bastante distinta das latitudes médias onde se encontram os demais países que trabalham e fazem desenvolvimento de modelos numéricos para avaliação de potencial solar para seus países e regiões.
A primeira edição do Atlas Brasileiro de Energia Solar, lançada em 2006, foi o principal produto do esforço dessa comunidade acadêmica brasileira. A base de dados disponibilizada gratuitamente foi elaborada com base em 10 anos (1995-2005) de dados de nebulosidade obtidos com a análise de imagens dos satélites da série GOES. As incertezas das estimativas produzidas pelo modelo BRASIL-SR foram avaliadas por meio de comparação com dados observados em 98 estações meteorológicas operadas pelo INMET em todo território nacional e dados coletados nas estações da rede SONDA operada pelo INPE. Naquele momento, a rede SONDA havia recém-entrado em operação e contribuiu no processo de validação com apenas dois anos de dados radiométricos das 3 componentes da irradiação solar na superfície: global, direta normal e difusa. A edição pioneira do Atlas constituiu um marco importante no histórico da energia solar no Brasil e é, ainda hoje, empregada por vários investigadores e empreendedores da área de energia e em estudos acadêmicos desenvolvidos nas Universidades brasileiras.
Após 10 anos, o mesmo grupo de pesquisadores estão publicando a segunda edição, ampliada e revisada, do Atlas Brasileiro de Energia Solar. Para essa nova edição, foram empregados mais de 16 anos de dados satelitais (1999-2015) com maior resolução espacial e temporal e implementados vários avanços nas parametrizações do modelo de transferência radiativa BRASIL-SR visando aprimorar a confiabilidade e acurácia da base de dados produzida e disponibilizada para acesso público. Além desses avanços, a nova versão contém análises sobre a variabilidade espacial e temporal do recurso solar e apresenta cenários de emprego de várias tecnologias solares. Os aprimoramentos na modelagem numérica e a série mais longa de dados satelitais permitiu reduzir as incertezas das estimativas de irradiância solar na superfície e, por conseguinte, avaliar de forma mais detalhada a variabilidade espacial e temporal da radiação solar incidente à superfície.
Os valores das incertezas verificados nesta segunda edição do Atlas foram da ordem de 500 Wh/m2 no total diário para regiões específicas onde o número de estações de coleta de dados é ainda reduzido em virtude dos custos e investimentos necessários para coleta de dados em áreas remotas do território brasileiro.
O lançamento da segunda edição do Atlas Brasileiro de Energia Solar acontecerá na segunda quinzena de Junho/2017. A base de dados que será disponibilizada juntamente com a publicação inclui os mapas de das componentes global horizontal, direta normal, difusa e global no plano inclinado.
