ESTIMATIVA LOCAL DO RECURSO E POTENCIAL EÓLICO DO LITORAL SUL BRASILEIRO A PARTIR DE DADOS DE ESTAÇÕES METEOROLÓGICAS DA REDE INMET

Transcrição

1 ESTIMATIVA LOCAL DO RECURSO E POTENCIAL EÓLICO DO LITORAL SUL BRASILEIRO A PARTIR DE DADOS DE ESTAÇÕES METEOROLÓGICAS DA REDE INMET KARIN CRISTINA CONTE GIULIANO ARNS RAMPINELLI UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA

2 Tópicos da Apresentação Introdução Potencial Eólico Brasileiro Metodologia Resultados e Discussão Considerações Finais Referências

3 Introdução A energia eólica já desempenha um papel importante no cenário energético de muitos países e contribui na demanda energética global, pois apresenta maturidade tecnológica, confiabilidade e desempenho. Figura 1 Parque Eólico Offshore (Google Images).

4 Introdução O Brasil vem diversificando sua matriz energética: a energia eólica é inserida num cenário energético onde a fonte predominante e considerada como a mais confiável é a hídrica. Energia eólica: uma fonte renovável de energia. A utilização desse tipo de energia pode ocorrer em forma de sistemas isolados de pequeno porte, sistemas híbridos e sistemas conectados à rede (MELEK, 2013).

5 Introdução Sistemas isolados de pequeno porte; Sistemas híbridos; Sistemas conectados à rede. - Parques onshore - Parques offshore A escolha do território para a implemetação de um parque eólico engloba vários fatores.

6 Introdução O presente trabalho apresenta a análise do recurso e potencial eólico de cinco diferentes cidades do litoral sul do Brasil, dos estados de Santa Catarina (Araranguá e Laguna) e do Rio Grande do Sul (Torres, Mostardas e Chuí). Os dados utilizados neste trabalho são provenientes de estações meteorológicas automáticas de superfície da rede do Instituto Nacional de Meteorologia (INMET) que estão localizadas nas cidades citadas.

7 Potencial Eólico Brasileiro Atualmente, a potência instalada da matriz elétrica brasileira é da ordem de 148 GW, sendo que a energia eólica tem uma participação de aproximadamente 6,5%, totalizando um parque da ordem de 10 GW (ANEEL, 2016). Figura 2 Potencial eólico brasileiro por região (Amarante et. al. 2001).

8 Potencial Eólico Brasileiro A Fig. 3 apresenta o potencial eólico no estado do Rio Grande do Sul para uma altura de referência de 150 m. e a localização de parques eólicos em operação na região sul do Brasil. Figura 3 Potencial eólico anual do estado do Rio Grande do Sul e localização de parques eólicos (Atlas Eólico: Rio Grande do Sul, 2014 e SIGEL ANEEL, 2016).

9 Metodologia (1)

10 Metodologia (2)

11 Metodologia (3)

12 Resultados e Discussão A Tab. 1 apresenta a velocidade média anual em diferentes alturas. Tabela 1. Dados de velocidade média anual baseadas na altura de 10 m e extrapoladas para as demais alturas. Velocidade Média Anual (m/s) 10 m 50 m 80 m 100 m 140 m Araranguá Laguna Torres Mostardas Chuí

13 Resultados e Discussão O fator de forma, k, utilizado para a distribuição de Weibull, para cada altura e localidade é apresentado na Tab 2. Tabela 2. Fator de forma k médio para cada altura e localidade. Fator de Forma k 50 m 80 m 100 m 140 m Araranguá Laguna Torres Mostardas Chuí

14 Resultados e Discussão A Tab. 3 apresenta a densidade de potência média anual para as cinco cidades e em diferentes alturas. Tabela 3. Densidade de potência média anual para as cinco localidades em quatro diferentes alturas. Potência Média Anual (W/m 2 ) 50 m 80 m 100 m 140 m Araranguá Laguna Torres Mostardas Chuí

15 Resultados e Discussão A Fig. 4 e a Fig. 5 apresentam histogramas da distribuição das velocidades de vento para a altura de 140 m, respectivamente das cidades de Mostardas e Torres, para cada estação do ano. Figura 4 Histograma de frequência das velocidades de vento de Mostardas.

16 Resultados e Discussão Figura 5 Histograma de frequência das velocidades de vento de Torres.

17 Resultados e Discussão A Fig. 6, a Fig. 7 e a Fig. 8 apresentam histogramas da distribuição das velocidades de vento para a altura de 140 m, respectivamente das cidades de Araranguá, Chuí e Laguna, para cada estação do ano. Figura 6 Histograma de frequência das velocidades de vento de Araranguá.

18 Resultados e Discussão Figura 7 Histograma de frequência das velocidades de vento de Chuí.

19 Resultados e Discussão Figura 8 Histograma de frequência das velocidades de vento de Laguna.

20 Resultados e Discussão As Fig. 9, 10, 11, 12 e 13 apresentam a distribuição de Weibull, respectivamente para as cidades de Mostardas, Torres, Araranguá, Chuí e Laguna. As distribuições são apresentadas por estações do ano. Figura 9 Distribuição de Weibull para a cidade de Mostardas.

21 Resultados e Discussão Figura 10 Distribuição de Weibull para a cidade de Torres.

22 Resultados e Discussão Figura 11 Distribuição de Weibull para a cidade de Araranguá.

23 Resultados e Discussão Figura 12 Distribuição de Weibull para a cidade de Chuí.

24 Resultados e Discussão Figura 13 Distribuição de Weibull para a cidade de Laguna.

25 Considerações Finais Geralmente no verão, a incidência de vento e ventos de maiores velocidades são registrados. Tanto no histograma de frequência das velocidades de vento a 140 m, quanto na distribuição de Weibull para as cidades de Mostardas e Chuí, pode ser percebido que no verão, a velocidade média aumenta consideravelmente quando comparada às outras estações do ano. Mostardas e Chuí possuem um excelente potencial eólico e provavelmente, com cálculos mais específicos realizados, essa seriam localidades propícias à instalação de uma usina eólica.

26 Considerações Finais Torres e Araranguá, ao contrário de Mostardas e Chuí, não tiveram o comportamento esperado para o verão. Para a instalação de uma usina eólica em escala comercial é necessária uma análise minuciosa que abrange muitos fatores. Já que a energia eólica ainda é uma forma de energia que está sendo inserida na matriz energética brasileira, ainda conquistando espaço e respeito, é imprescindível que o potencial eólico de várias localidades seja calculado.

27 Referências ABEEólica, Associação Brasileira de Energia Eólica Disponível em Amarante, O. A. C.; Brower, M.; Zack, J.; Sá, A. L. Governo Federal: Ministério de Minas e Energia. Atlas do Potencial Eólico Brasileiro ANEEL, Agência Nacional de Energia Elétrica. Banco de Informação de Geração Disponível em < asil.cfm> ANEEL, Agência Nacional de Energia Elétrica. SIGEL Sistema de Informações Georreferenciadas do Setor Elétrico Disponível em: < Atlas Eólico: Rio Grande do Sul. Elaborado por Camargo Schubert Engenheiros Associados, Eletrosul Centrais Elétricas S. A.; dados do modelo mesoescala fornecidos por AWS TruePower. Porto Alegre: SDPI: AGDI, 2014.

28 Referências Cascão, Victor Henrique. Análise de desempenho de um gerador eólico em conexão unitária durante a ocorrência de faltas f. TCC (Graduação do Curso de Engenharia Elétrica) Escola Politécnica da Universidade do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, Epalanga, Oteniel Â. Siliveli. Energia eólica viabilidade técnica de projeto eólico na região de Urubici f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis, García, Felipe Hernández. Análise experimental e simulação de sistemas híbridos eólico-fotovoltaicos f. Tese (Doutorado em Engenharia Mecânica) Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, INMET, Instituto Nacional de Meteorologia. Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento. Estações automáticas. Disponível em: < maticas>

29 Referências Martins, F. R.; Guarnieri, R. A.; Pereira, E. B. Aproveitamento da energia eólica. Revista Brasileira de Ensino de Física, São José dos Campos, v. 10, n. 1304, p.1-13, out Melek, Vinícius Caldeira. Estudo comparativo de viabilidade econômica entre uma usina eólica e uma usina híbrida (eólica e fotovoltaica) f. Monografia (Especialização em Eficiência Energética) Universidade Tecnológica do Paraná, Curitiba, Morelli, Francis de Souza. Panorama geral da energia eólica no Brasil f. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica com ênfase em Sistemas de Energia e Automação) Escola de Engenharia de São Carlos, São Carlos, Petry, A. P.; Mattuella, J. M. L. Análise do Potencial Eólico e Estimativa da Geração de Energia Empregando o Software Livre Alwin. Porto Alegre, 2007.

30 KARIN CRISTINA CONTE GIULIANO ARNS RAMPINELLI UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA