ESTUDO DA VELOCIDADE DO VENTO EM BOTUCATU ATRAVÉS DA DISTRIBUIÇÃO GAMA INCOMPLETA

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1 ABSTRACT ESTUDO DA VELOCIDADE DO VENTO EM BOTUCATU ATRAVÉS DA DISTRIBUIÇÃO GAMA INCOMPLETA Renilson Targino Dantas (1); Vicente de Paulo Rodrigues da Silva (1) Professor da UFPB/CCT/DCA, Campina Grande, PB. In the realization of this paper were utilized date of the wind velocity, measured at height 2m, at meteorological station of the Ambiental Science Department of the Agronomics Science Faculty of the Paulista State University, campus of Botucatu ( S; W;786m) in the period between january of 1976 to december of The object of this paper were to use the incomplete gama distribution and to calcule the occurrence probability of wind at Botucatu, since minimum (V120 km/day) untill maximum values (V>200 km/day); and to verify, through of this, the adequate epoch at the eolian utilization. It were concluded that the incomplete gama distribution might be utilized to calcule the occurrence probability of wind velocity, in variation intervals and periods of the year differents. The months of september and october represent the ideal period to eolian energy utilization in Botucatu. Key words: Climatology, probability, eolian power. 1. INTRODUÇÃO O vento é considerado o veículo de transporte de massa, presente em todos os pontos da superfície da Terra, e acima desta, controlando fluxos convectivos e advectivos, contribuindo dessa forma com o suprimento energético do planeta. Os efeitos do vento na camada superficial, junto ao solo são de caráter normalmente turbulento, e a extrema variabilidade na natureza da superfície faz com que as camadas de ar em contato com o solo freqüentemente mostrem consideráveis trocas diurnas no gradiente da massa específica, afetando de maneira complexa as globais caracteristicas do fluxo. De maneira geral, obseva-se que a maior quantidade de energia utilizada diariamente, é proveniente de combutíveis fósseis e carvão vegetal, sendo que estas fontes vêm sendo exauridas com velocidade bastante acentuada nos últimos anos(mishra & Sharma, 1992). Nesse sentido é muito importante a determinaçào do potencial eóloico de um local ou região, visando assim melhor aproveitamento dessa fonte alternativa de energia, principalmente para a agricultura. O objetivo deste trabalho é, usando a distribuição gama incompleta, calcular as probabilidades de ocorrência dos ventos em Botucatu, SP, desde os mínimos(v 120 km/dia) até valores máximos(v 200 km/dia); e verificar através da mesma, a época em que o aproveitamento eólico é adequado para fins agrícolas e comerciais. 2. MATERIAL E MÉTODOS Para realização deste trabalho, utilizou-se dados de velocidade do vento medidas à 2 m de altura na estação meteorológica do Departamento de Ciências Ambientais da Faculdade de Ciências Agronômicas da Universidade Estadual Paulista, Campus de Botucatu( S; W; 786 m), no período compreendido entre janeiro de 1976 a dezembro de 1995.

2 De acordo com o comportamento dos dados estabeleceu-se intervalos de variações da velocidade do vento, levando-se em consideração as freqüências, e os limites mínimo( V 120 km/dia) e máximo( V 200 km/dia), fazendo-os variarem uniformemente a cada 10 km/dia, conforme a Tabela 1. Para o cálculo das probabilidades foi usada a distribuição gama incompleta, cuja função de distribuição acumulada é dada por: P( x) onde: P(x) = probabilidade de 0 x x 0; x = velocidade do vento (km/dia); = parâmetro de forma; = parâmetro de escala; = função gama; definida por: x0 0 x 1 x / e dx ( ) 1 x ( x) x e dx 0 A aferição do ajuste dos dados mensais do campo de velocidade do vento à função de distribuição gama incompleta foi feita pel A o teste de Kolmogorov-Smirnov(Campos, 1983). 3. RESULTADOS E DISCUSSÃO A Tabela 1 apresenta as probabilidades de ocorrência dos ventos nos diferentes meses e intervalos de velocidade. Nesta Tabela verifica-se, que apenas em alguns casos, os ventos com intensidade inferior a 120 km/dia poderão ocorrer, principalmente no período compreendido entre julho e dezembro. No período entre janeiro e junho prevalecem ventos com velocidades de 140 e 150 km/dia, com destaque aos dois últimos meses desse semestre. As velocidades do vento de 150 a 160 km/dia concentram-se de janeiro a abril, com maior probabilidade de ocorrência nos meses de fevereiro e março. Velocidades do vento de 160 e 170 km/dia, provavelmente deverão acontecer de forma intercalada e de forma seqüencial nos meses de janeiro, março e abril, julho e agosto, e finalmente dezembro. Ainda de acordo com a Tabela 1, os meses que deverão ter maior incidência de ventos entre 170 e 180 km/dia são os meses de janeiro, abril e agosto a dezembro, prevalecendo maior probabilidade para o mês de dezembro, o que representa 95% de chance para tal fenômeno. Nessa Tabela, constata-se tambem que a velocidade do vento deverá ser de 180 a 200 km/dia no trimestre de setembro a novembro, além do mês de janeiro, que é caracterizado por apresentar maior índice de probabilidade, variando de 90 a 97%. Ventos com velocidades superiores a 200 km/dia, deverão ocorrer somente nos meses de setembro e outubro, com probabilidade de 90% de que isto realmente se verifique.

3 Esses dados são muito importantes para estudo de potencial eólico da região, destinados principalmente à irrigação. Martins(1993) determinou o potencial eólico da região de Botucatu, utilizando uma série de dados de velocidade do vento coletados junto à estação Meteorológica Presidente Médici do mesmo município, e de acordo com o autor, a época de maior intensidade do vento, concentra-se em setembro, com ventos que chegam até 360 km/dia. Variações da velocidade do vento estão associadas, dentro de certos limites, à mudanças no comportamento da massa específica do ar. Nos trabalhos referentes à energia eólica, poucos autores destacam a influência da massa especïfica do ar, podendo-se citar, Ceballos et al.(1981), que encontraram resultados para algumas estações do Nordeste do Brasil, permitindo aceitar uma estimativa global para a região de 1,15 kg/m 3, que em geral não pr ecisa de correções superiores a 5%. Marques Júnior et al.(1995), através de dados estimados para Botucatu, verificaram que existe grande potencial eólico no local, o qual pode ser utilizado como fonte alternativa de energia para a agricultura. A Figura 1 apresenta dados referentes a probabilidades de ocorrência de ventos em Botucatu,SP com intensidades fracas, moderadas e fortes. Os ventos fracos(v120 km/dia) praticamente não ocorrem em Botucatu, com exceção, dos meses de maio e junho, que apresentam ainda probabilidades um pouco superiores a 20% disto ocorrer. Ventos moderados(120<v200 km/dia) ocorrem praticamente o ano todo, salvo os meses de setembro e outubro, sendo os mesmos responsáveis pela ocorrência de ventos fortes em Botucatu,SP, com probabilidade de 90% de tal fenômeno acontecer. Reed(1979) mostrou que variações relativamente pequenas na velocidade do vento podem induzir grandes variações na potência eólica, e por outro lado, um valor médio climatológico da potência disponível não fornece informações sobre as variações da mesma, eventualmente importantes durante o dia, e ao longo de meses e anos. 4. CONCLUSÕES 1- É possivel utilizar a distribuição gama incompleta para estimar as probabilidades de ocorrência de ventos em todos os intervalos de variação de velocidade. 2- De acordo com os dados apresentados neste trabalho, setembro e outubro representam a melhor época de aproveitamento da energia eólica. 5. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS CAMPOS, H. Estatística experimental não paramétrica. 4. Ed. Piracicaba. ESALQ. Piracicaba, p. CEBALLOS, J.C., BASTOS, E.J.B., LUCENA, G.H. Zoneamento eólico preliminar do Nordeste Brasileiro. Relatório Final, Convênio NMA/CCT/UFPB/FINEP-Grupo Energia MARQUES JÚNIOR, S., VALADÃO, L.T., VIEIRA, R.R., MOURA, M.V.T. de, Análise de dados de ventos para a região de Botucatu-SP utilizando a distribuição beta. Revista Brasileira de Agometeorologia, Santa Maria, v.3, p ,1995. MARTINS, D. Determinação do potencial eólico na região de Botucatu-SP. In: CONGRES- SO BRASILEIRO DE ENGENHARIA AGRÍCOLA, 25. Ilhéus-BA. Anais... SBEA- CEPLAC, v.2, p

4 MISHRA, S. P., SHARMA, K.N. Utility of windmill in Coastal Belt of Orissa. Agricultural Mechanization in Asia, Africa and Latin America, Amsterdam, v.23, n.4, p.47-49, REED, W. J. Some variability of available wind power. Sandia Laboratories. n.78, p , TABELA 1- PROBABILIDADES DE OCORRÊNCIA DOS VENTOS EM BOTUCATU-SP. MAR ABR MAI JUN JUL AGO SET 0,25 0,07 0,24 0,21 0,02 0,01 0,01 0,32 0,15 0,36 0,34 0,09 0,02 0,02 0,47 0,33 0,62 0,58 0,25 0,05 0,04 0,63 0,51 0,89 0,88 0,42 0,18 0,06 0,77 0,68 0,11 0,12 0,55 0,39 0,15 0,91 0,84 0,08 0,10 0,87 0,64 0,32 0,09 0,89 0,05 0,08 0,13 0,85 0,49 0,08 0,11 0,03 0,07 0,08 0,18 0,66 0,06 0,08 0,02 0,05 0,06 0,14 0,85 0,04 0,05 0,01 0,01 0,03 0,10 0,90

5 MESES VENTOS FRACOS VENTOS MODERADOS VENTOS FORTES Figura 1- Probabilidades de ocorrência dos ventos.