SOFTWARE PARA ESTIMATIVA DO POTENCIAL DE ENERGIA SOLAR À SUPERFÍCIE

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1 RESUMO SOFTWARE PARA ESTIMATIVA DO POTENCIAL DE ENERGIA SOLAR À SUPERFÍCIE Marlos Wander Grigoleto CEFET/UNIOESTE/ Rua Paraguai,2121. Medianeira-PR Reinaldo Prandini Ricieri MESAGRI - UNIOESTE/ Cascavel-PR/ Rua Universitária S/N. Cascavel-PR ricieri@unioeste.br Welliam da Silva MESAGRI - UNIOESTE/Cascavel-PR/ Rua Universitária S/N. Cascavel-PR welliam@unioeste.br Ranieri C. F. de Amorin MESAGRI - UNIOESTE/Cascavel-PR Rua Universitária S/N. Cascavel-PR raniericf@bol.com.br O objetivo deste trabalho é desenvolver um software que permita automatizar os cálculos de (δ) declinação solar, (W s ) ângulo solar, (R ) irradiação solar no topo da atmosfera, (E ) fator de correção da excentricidade da órbita terrestre, (Γ) ângulo diário e (Q gm ) radiação global máxima em uma superfície horizontal. Facilita-se assim o desenvolvimento de pesquisas no que tange à área de radiação solar. Para tanto, foi utilizada a linguagem Delphi (Versão 5), por proporcionar um ambiente mais agradável para o usuário, pois esta interage com Windows e sendo uma POO (programação orientada ao objeto) pode ser usado e modificado pelo usuário ampliando a sua aplicabilidade. Palavras-chaves: radiação solar, energia solar, potencial de energia solar. SOFTWARE FOR ESTIMATE OF THE POTENTIAL OF SOLAR ENERGY IN SURFACE ABSTRACT The objective of this work is to develop a software that allows to automate the calculations of (δ) solar decline, (W s ) solar angle, (R ) solar irradiation in the top of the atmosphere, (E ) factor of correction of the idiosyncrasy of the terrestrial orbit, (Γ) daily angle, (Q gm ) maximum global radiation in a horizontal surface, facilitating like this the development of researches in what plays the area of solar radiation. For so much the language was used Delphi (Version 5) for providing an ambient one more pleasant for the user, because this interage with " Windows " and being a POO (programming oriented to the object) it can be used and modified by the user enlarging its application. Key Words: solar energy, global solar irradiation, maximum energy of the sun.

2 INTRODUÇÃO O interesse pela radiação solar compreende além de sua utilização como fonte de energia não poluente a sua influência nos estudos climáticos e no potencial produtivo agrícola, sendo que a agricultura pode ser considerada como uma forma de exploração da energia solar (Prates et al., 1986), e entendida como um sistema de conversão de energia solar em energia química, tendo a planta como entidade armazenadora desta energia pelo processo conhecido como fotossíntese (Cunha et al., 2). Por ser um país de clima tropical, o Brasil se estende desde 5º Norte até 32º Sul, vemos que estamos numa faixa privilegiada em relação a disponibilidade de energia solar. Como o Brasil possui a maior extensão territorial entre os países que se encontram na faixa mencionada, concluímos que este é o país que possui a maior potencialidade relativa para o aproveitamento da energia solar em quase todo o território e durante o ano inteiro. No entanto, muito pouco é feito para aproveitar esta radiação, embora seja de grande importância levar em conta o potencial de radiação solar no planejamento e estimativa de produtividade das culturas, assim como na geração de energia. O potencial disponível de energia solar compreende o máximo possível de radiação solar incidente sobre a superfície do solo, para um determinado dia e local, estando a atmosfera completamente isenta de nuvens durante todo o dia. O estudo da radiação solar, caracteriza-se por analisar o comportamento de diversas variáveis, utilizando-se de muitas equações, e a complexidade destas equações podem encorrer facilmente em erros na execução dos cálculos. Além disso acarretam morosidade no desenvolvimento dos mesmos. Em conseqüência disso, surge a necessidade de se automatizar esse processo, e com isso facilitar, agilizar, e minimizar erros no que diz respeito ao cálculo do potencial máximo de energia solar à superfície. Com isso, este trabalho objetivou desenvolver um programa que automatize os cálculos necessários para a determinação do potencial de energia solar à superfície com o uso da linguagem Delphi. MATERIAL E MÉTODOS As principais equações utilizadas são: W s = cos -1 (-tgφtgδ) (1) δ = 23,45 sen [ 36 (284 + DJ)] (2) 365 R = 37,6 E ( π w s senφsenδ+cosφcosδ cos w s ) (3) 18 E = 1,11+,34221cosΓ +,128senΓ+,719cos2Γ +,77sen2Γ (4) Γ = 2π ( DJ 1) (5) 365,242

3 I = I cosz τ secz (6) Q gm = I / E R. I 2 12.cos( δ φ) (7) Cos Z = senδsenφ +cosδcosφcosw S (8) Sendo: (Φ) latitude local em graus; (δ) declinação solar em graus, (DJ) dia juliano, (W s ) ângulo solar, (R ) irradiação solar no topo da atmosfera, (E ) fator de correção da excentricidade da órbita terrestre, (Γ) ângulo diário, (I 12 ) densidade de fluxo de radiação máxima, (I) energia solar incidente ao nível do solo, (I ) = energia solar incidente na camada mais externa da atmosfera, (Q gm ) radiação global máxima em uma superfície horizontal e (Z) ângulo zenital.

4 Entrada de dados DJ (dia juliano) K t (indice de claridade) φ (latitude) Γ = 2π ( DJ 1) 365,242 δ = 23,45 sen [ 36 (284 + DJ)] 365 W s = cos -1 (-tgφ tg δ) E = 1,11+,34221cosΓ +,128senΓ+,719cos2Γ +,77sen2Γ Cos Z = senδsenφ +cosδcosφcosw S R = 37,6 E ( π w s senφ senδ+cosφ cosδ cos w s ) 18 I = I cosz τ secz Q gm = I / E R. I 2 12.cos( δ φ) FIGURA 1: Estrutura do programa para o cálculo do potencial de energia solar á superfície. RESULTADOS E DISCUSÃO Na tela de entrada de dados, figura 2, deve-se entrar com o dia juliano desejado, a latitude local em graus, e o índice de claridade máximo para a região em questão, e o cálculo se procede ao clicar sofre os ícones da declinação solar (δ), ângulo diário (Γ), angulo horário (W s ), fator de correção da excentricidade da órbita terrestre (E ), da radiação no topo da atmosfera (R ) e finalmente no potência máximo de energia solar á superfície (Q gm ), obtendo os resultados conforme se vê na figura 3. Na figura 1 temos a estrutura dos cálculos.

5 FIGURA 2:Tela de entrada de dados. FIGURA 3: Tela após a entrada dos dados e os cálculos do programa. Os dados após calculados são armazenados automaticamente em uma planilha do Excel. CONCLUSÃO O software em desenvolvimento apresentou-se confiável e prático para realização dos cálculos de declinação solar, angulo horário, angulo diário, fator de correção da órbita terrestre, radiação no topo da atmosfera e potencial máximo de energia solar à superfície. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS CUNHA, A.R.; GALVANI, E.; ESCOBEDO, J.F.; PEREIRA, A.B.; Utilização do software Microcal Origin TM em ambientes da radiação solar em ambientes protegidos. Infoagro 2, Anais... CD- ROM, 2. PRATES, J.E.; SEDYAMA, G.C.; VIEIRA, H.A. Clima e produção agrícola. Informe agropecuário, n.138, p.18-22, 1986.