ESTUDO COMPARATIVO DA CONFIABILIDADE DE ESTIMATIVAS DE IRRADIAÇÃO SOLAR PARA O SUDESTE BRASILEIRO OBTIDAS A PARTIR DE DADOS DE SATÉLITE E POR INTERPOLAÇÃO/EXTRAPOLAÇÃO DE DADOS DE SUPERFÍCIE

Abstract

O aproveitamento da energia solar vem se tornando viável economicamente e, atualmente, é a que vem apresentando maior crescimento mundial. O conhecimento da disponibilidade de energia solar na superfície é um fator essencial para incentivar novos investimentos em sistemas de geração de energiasolar. Em locais onde não existem sistemas de medida, estimativas da incidência de radiação solar podem ser realizadas por interpolação/extrapolação de medidas realizadas em estações vizinhas ou através de modelos numéricos de transferência radiativa. Ambas são formas aproximadas de estimativa, e seus empregos dependem da quantificação de suas incertezas. Neste trabalho, dados de radiação solar coletados em 18 plataformas de coleta de dados (PCDs), situadas no sudeste do Brasil, foram empregados na geração de extrapolações e interpolações considerando diferentes distâncias das PCDs. Os desvios apresentados por estas estimativas crescem com a distância, e são comparáveis com os desvios do modelo satelital de transferência radiativa BRASIL-SR apenas para distâncias inferiores a 60 km. Os métodos de interpolação/extrapolação apresentaram desvios dentro do intervalo limitado pelos desvios RMSE (root mean square errors) máximo e mínimo observados com o uso do modelo. Dessa forma, pode-se concluir que o uso de modelos físicos de transferência radiativa alimentados por dados de satélites representam a melhor solução para a estimativa da disponibilidade de energia solar em locais distantes das estações radiométricas.

Keywords :radiação solar; interpolação; extrapolação; sensoriamento remoto; modelagem numérica; transferência radiativa.

ABSTRACT

The exploitation of solar energy is becoming cost-effective, and currently is the renewable source showing the higher growth worldwide. The knowledgeof solar energy resources is essential to boost new investments in solar systems for electricity generation. The estimation of site-specific solar irradiation, where ground data are not available, can be accomplished by two approaches: interpolation/extrapolation of surface measurements acquired at neighboring stations or by radiative transfer models based on satellite images. The choice between these two approaches depends on the evaluation of their uncertainties. In this study employed solar radiation data collected by 18 automatic weather stations (AWS) located in the Brazilian southeast region to extrapolate and interpolate solar irradiation at different distances from the AWS. Statistical analysis of the deviations as a function of the distance from the closest measurement site have shown that the root mean square errors (RMSE) increase as the interpolation/extrapolation distances increases. It was found that the greater the distance between AWS's and the reference site, the higher the deviations. Comparing the extrapolation/interpolation RMSE with the RMSE observed for estimates provided by the BRASIL-SR model, it was found that only for distances less than 60 km, the methods of interpolation and extrapolation showed deviations within the range achieved by using the satellite model. Thus, it is possible to conclude that the use of satellite data and radiative transfer models represent the best solution for the assessment of solar energy further from ground radiation measurement sites.

Keywords :solar radiation; interpolation; extrapolation; remote sensing; numeric modeling; radiative transfer.