SIMULAÇÃO DO POTENCIAL EÓLICO DA PARAÍBA PARA DOIS PERÍODOS DO ANO USANDO O MODELO BRAMS

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1 SIMULAÇÃO DO POTENCIAL EÓLICO DA PARAÍBA PARA DOIS PERÍODOS DO ANO USANDO O MODELO BRAMS Soetânia S. OLIVEIRA 1, Enio P. SOUZA 2, Taciana L. ARAÚJO 3, Enilson P. CAVALCANTE 2 1 Doutoranda em Meteorologia pela UFCG. soetania@yahoo.com.br 2 Prof. Dr. do Departamento de Meteorologia UFCG. 3 Prof. Dra. do Departamento de Eng. De Produção UFCG. RESUMO: Simulações numéricas realizadas com o Modelo BRAMS foram usadas a fim de analisar o potencial eólico do estado da Paraíba no primeiro e segundo semestre do ano e destacar as regiões onde o comportamento dos ventos é mais favorável à geração de energia eólica. O modelo foi integrado para os meses de Março, Junho, Setembro e Dezembro de Os resultados foram analisados para três pontos distribuídos aleatoriamente ao longo do Estado. De modo geral, os resultados mostram que o segundo semestre apresenta ventos de maior intensidade e sugerem que o vento tende a ser mais intenso no interior do estado em comparação as demais regiões. Palavras-chave: Potencial Eólico. Simulação Numérica. BRAMS. ABSTRACT: Numerical simulations with Model BRAMS had been used in order to analyze the aeolian potential of the state of Paraíba in the first and second semesters of the year and to highlight the regions where the behavior of the winds is more favorable to the generation of wind energy. The model was integrated in 2007 s months of March, June, September and December. The results had been analyzed by three points distributed randomly through downtown of Paraíba. In general way, the results showed that the second semester had winds of greater intensity and suggested that the wind tends to be more intense in the downtown comparing to another regions. Key Word: Aeolian potential. Numerical simulation. BRAMS. 1. INTRODUÇÃO Em virtude do aumento populacional, a demanda energética é um dos grandes problemas enfrentados pela sociedade. O consumo de energia é cada vez maior e se a taxa de consumo atual se mantiver as reservas mundiais poderão se esgotar dentro de algumas décadas, tendo em vista que a dependência dos recursos não renováveis ainda é bastante grande. Segundo Garcia et al. (1998) a geração de GWh de energia extraída dos ventos, em substituição a outras fontes convencionais, evitaria o lançamento de 1,3 x 10 6 de CO 2 na atmosfera terrestre, o que representaria uma contribuição de grande importância para o ambiente global.

2 Uma das grandes vantagens da geração de eletricidade por meio dos ventos está no fato de que a energia eólica não é vulnerável a pressões políticas e econômicas, como o gás natural e o petróleo. Além disso, ela pode servir como fonte complementar à modalidade hidrelétrica nas regiões atingidas pelas secas, como no caso do Nordeste do Brasil. De acordo com a Agência Nacional de Energia Elétrica dos 101,6 GW da energia elétrica produzida no país, as usinas eólicas contribuem com cerca de 0,247 GW, ou seja, 0,24% do total. Silva et al. (2002), em seu estudo sobre a exploração do vento como potencial energético, mostram que seu aproveitamento depende do conhecimento pormenorizado de suas características sobre a área onde serão implantadas as fazendas eólicas. Outra prática que se destaca é a previsão de ventos, que ao contornar a incapacidade do homem em controlar o vento (SÁNCHEZ, 2006; GIEBEL, 2003), principal desvantagem da energia eólica, contribui para minimizar o problema. Neste contexto, a modelagem atmosférica de mesoescala se insere como uma solução conveniente, por demandar investimento relativamente baixo e ter se revelado nas últimas décadas uma ferramenta confiável (DE MARIA et al., 2008). 2. OBJETIVO A modelagem atmosférica e a previsão do vento aplicadas ao setor energético têm como finalidade a estimativa dos ventos médios levando em conta dados climatológicos e a previsão de vento para tempos futuros em curto e médio prazos. Portanto, o que se propõem neste estudo é investigar o potencial eólico do Estado da Paraíba destacando as regiões onde o comportamento dos ventos é mais favorável à geração de energia eólica. Para isso o Modelo BRAMS Brazilian Developments on the Regional Atmospheric Modelling System, foi utilizado para gerar cenários de condições de vento para dois meses no primeiro e no segundo semestres do ano a fim de analisar o comportamento do vento nesses períodos no referido Estado. 3. MATERIAL E MÉTODOS O Modelo BRAMS foi integrado para os meses de Março e Junho (primeiro semestre) e Setembro e Dezembro (segundo semestre) de 2007 com duas grades aninhadas. A grade externa, com 16 km de resolução, cobre parte do Nordeste e do Atlântico e a grade interna, com resolução de 4 km, cobre toda a Paraíba. Como o objetivo deste trabalho é identificar as áreas cujo vento apresenta comportamento favorável à geração de energia eólica na Paraíba, as discussões serão baseadas na grade de 4 km. Três pontos foram escolhidos aleatoriamente para serem analisados. O ponto P1 (6,8S; 34,9W) está localizado na região Litorânea, nas proximidades do município de Baia da Traição. O ponto P2 (7,5S; 36,5W) está situado na região da Borborema, próximo ao município de São João do Cariri. E o ponto P3 (7,1S; 38,3W) está localizado na região do

3 Sertão Paraibano, entre os municípios de Carrapateira e Aguiar. 4. RESULTADOS E DISCUSSÃO A Paraíba é um estado privilegiado tanto pela localização geográfica como pela topografia que favorece a distribuição dos ventos no estado. A distribuição de topografia da Paraíba com resolução de 4km é visualizada na Figura 1. Assim, a topografia do estado juntamente com o vento predominante, que na maior parte dos casos é de leste, explicam a maior porção da distribuição de vento observada no estado. Figura 1 - Topografia da Paraíba com resolução de 4 km. Na Figura 2 têm-se a velocidade média do vento na Paraíba para o primeiro semestre. Verifica-se que nesta época o vento apresenta-se mais intenso no interior do estado, principalmente na região da Borborema. É possível observar que entre as latitudes 6,3 S-7,5 S e longitudes 36 W-37,5 W os valores médios para o mês de Março (Figura 2a) variaram de 4,5 m/s a 8,5 m/s, chegando a mais de 10 m/s em alguns pontos. Já para o mês de Junho (Figura 2b) esses valores ficaram entre 6 m/s e 11,5 m/s, chegando a mais de 12,5 m/s nos mesmos pontos observados para Março. Os menores valores para os dois meses são verificados no Baixo Sertão, entre as latitudes 6,7 S-7,2 S e as longitudes 37,5ºW-38ºW. Comparando-se os valores obtidos nos dois meses para os três pontos escolhidos verifica-se que o vento foi mais intenso no mês de Junho cujos valores médios estão por volta de 6-7 m/s para os pontos P1 e P2, e no caso do ponto P3 estão em torno de 4,5-6 m/s. Na Figura 3 verifica-se a velocidade média do vento na Paraíba para o segundo semestre. Não diferente dos resultados analisados anteriormente, no segundo semestre o vento também apresenta-se mais intenso no interior do Estado, entre as microrregiões do Curimataú e do Seridó Paraibano. Nessa região o mês de Setembro (Figura 3a) apresenta valores médios que

4 variando de 8-13 m/s, atingindo mais 14 m/s em alguns pontos. Para o mês de Dezembro (Figura 3b) os valores vão de 5,5 m/s a 9,5 m/s, ultrapassando os 10 m/s em alguns pontos. Assim como para o primeiro semestre, os menores valores foram obtidos no Baixo sertão. Para o mês de Setembro nos pontos P1 e P2 os valores médios ficaram acima dos 7 m/s. Já no ponto P3 os valores variam entre 5,5-6,5 m/s. No caso do mês de Dezembro, os pontos P1 e P2 apresentaram velocidades do vento acima de 5 m/s, enquanto que no ponto P3 essas velocidades estão em torno de 4-5 m/s. Comparando-se esses resultados aos encontrados na análise pontual para o primeiro semestre, verifica-se uma maior intensidade da velocidade médios do vento no segundo semestre, em especial no mês de Setembro, para os três pontos analisados. (a) (b) Figura 2 - Velocidade média do vento em 75 m para o primeiro semestre: (a) Março de 2007, (b) Junho de (a) (b) Figura 3 - Velocidade média do vento em 75 m para o segundo semestre: (a) Setembro de 2007, (b) Dezembro de Levando em consideração os valores médios de velocidade do vento encontrados na literatura, os resultados obtidos nas simulações aqui apresentadas sugerem que o Estado da Paraíba apresenta regiões cuja velocidade do vento é propícia à geração de energia eólica. No

5 entanto, estudos mais detalhados sobre o comportamento do vento nessas regiões devem ser realizados para que se tenha uma compreensão mais consistente e confiável a respeito do comportamento dessa variável ao longo dos anos. 5. CONCLUSÕES Diante dos resultados, conclui-se que para os três pontos analisados os menores valores de velocidade media do vento sobre a Paraíba ocorrem no mês de Março, enquanto os maiores ocorrem no mês de Setembro. De modo geral, os resultados das simulações sugerem que o vento no interior do estado, em especial entre as microrregiões do Curimataú e do Seridó Paraibano, tende a ser mais intenso que nas demais regiões tanto no primeiro como no segundo semestre. 6. AGRADECIMENTOS Os autores agradecem a UFCG e a CAPES pelo suporte a execução deste trabalho. 7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS. DE MARIA, P.H.S. COSTA, A.A. SOMBRA, S.S. Modelagem numérica em alta resolução para previsão de geração de energia eólica no ceará. Rev. Bras. de Meteorologia, v.23, n.4, p , GARCIA, A. TORRES, J.L. PRIETO, E. DE FRANCISCO, A. Fitting wind speed distributions: A case study. Solar Energy. v.62, n.2, p , Oxford, GIEBEL, G. The state-of-the-art in short-term prediction of Wind Power A literature overview. Riso National Laboratory, SÁNCHEZ, I. Short-term prediction of wind energy production. International Journal of Forecasting. v.22, n. 1, p , SILVA, B.B. ALVES, J.J.A. CAVALCANTI, E.P. DANTAS, R.T. Potencial eólico na direção predominante do vento no Nordeste brasileiro. Rev. Bras. de Eng. Agrícola e Ambiental, v.6, n.3, p , Campina Grande-PB, 2002.