Estudo do impacto das mudanças climáticas no potencial eólico no estado do Rio Grande do Sul. Para os períodos de 2010 a 2040 e 2070 a 2100 / Study of the impacts of climate changes on the wind potential for the state of Rio Grande do Sul for the periods of 2010 to 2040 and 2070 to 2100

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DATA DE PUBLICAÇÃO

2009

RESUMO

O presente trabalho consistiu em desenvolver uma metodologia para avaliar os impactos das mudanças climáticas sobre o potencial eólico na região Sul do Brasil. Para esse estudo usou-se séries climatológicas observacionais, reanálises ERA40 de 1960 a 2007 e os prognósticos do modelo climático Eta HadCM do CPTEC, para o cenário climático A1B até 2100. Após a qualificação das séries de dados, calculou-se o BIAS, RMSE e R para validar modelo Eta HadCM a partir de séries climatológicas observacionais e de reanálises com períodos entre 30 e 50 anos ao nível de 10 metros. Também realizou-se o teste de tendência de Kendall a um nível de confiança de 95% a todas as séries. Empregou-se o software WAsP - Wind Atlas Analysis and Application Program - para as regiões de interesse a fim de obter a distribuição do vento e o potencial eólico ao nível de 50 metros mais detalhado para uma grade de 40 km. Além disso, foram gerados os campos de vento (m.s$ ^{-1}$ ), densidade de potência (W.m$ ^{-2}$ ) e variação em porcentagem do potencial eólico a partir dos dados do modelo Eta HadCM. Cinco estações observadas apresentaram tendência significativa a um nível de confiança de 95%. De todas as séries analisadas para o mesmo período, nenhuma apresentou a mesma tendência para as três diferentes origens dos dados. Observou-se que os menores erros sistemáticos ocorreram em regiões que possuem relevo e vegetação mais homogêneos. As maiores variações ocorrem no período de setembro a novembro em até 14 W.m$ ^{-2}$ na densidade de potência vento ao nível de 10 metros. Na média da velocidade do vento a 50 metros de altura para uma área de 40x40 km obtidos com o uso do WAsP, a estação de Chuí, Mostardas, Rio Grande e Torres apresentaram valores coerentes com os atlas eólicos do Brasil e do Rio Grande do Sul. Destas estações, Porto Alegre, Santa Maria e Uruguaiana apresentaram velocidade do vento superior aos dados dos atlas eólicos, chegando a uma diferença de 2,17 m.s$ ^{-1}$ . Os campos de vento do modelo mostram um aumento médio de até 10% no potencial eólico na região de estudo até o ano 2100. Em termos de densidade de potência, as predições médias sazonais do modelo até 2100 mostram que o período de dezembro a janeiro apresenta a maior atenuação na densidade de potência do vento, cerca de 10% a 40% enquanto de março a maio houve um ganho de 10% a 20% na densidade de potência média. O aumento torna-se sistemático até os meses de setembro a novembro, variando em intensidade de densidade de potência e aumento da área com maior intensidade de vento. Os meses de junho a agosto apresentam aumento de até 10% em todo o estado, com uma pequena área na região norte, onde o aumento pode chegar a 20%. Já nos meses de setembro a novembro ocorre o maior aumento na densidade de potência, acima de 20% e podendo chegar a 40% na região oeste do estado. As discrepâncias e erros entre as observações e o modelo, reveladas pelo BIAS, RMSE, R e análise de tendência de Kendall mostram as dificuldades de usar grandes séries observacionais quando não se tem o conhecimento do histórico das estações e dos efeitos da variação da topografia para a saída de vento a 10 metros do modelo Eta HadCM. Portanto o grau de incerteza dos resultados deve-se às possíveis imprecisões dos dados observados e aos erros de modelo.

ASSUNTO(S)

energias renováveis mudanças climáticas energia eólica densidade de potência renewable energy wind potential climate change eolic energy power density potencial eólico

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