UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA JÚLIO DE MESQUITA FILHO FACULDADE DE CIÊNCIAS AGRONÔMICAS CAMPUS DE BOTUCATU

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1 I UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA JÚLIO DE MESQUITA FILHO FACULDADE DE CIÊNCIAS AGRONÔMICAS CAMPUS DE BOTUCATU EVOLUÇÕES, FRAÇÕES E ESTIMATIVAS DAS IRRADIAÇÕES GLOBAL, DIRETA E DIFUSA EM SUPERFÍCIES INCLINADAS ADILSON PACHECO DE SOUZA Dissertação apresentaa à Faculae e Ciências Agronômicas a UNESP - Campus e Botucatu, para obtenção o título e Mestre em Agronomia (Irrigação e Drenagem. BOTUCATU - SP Junho 2009

2 II UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA JÚLIO DE MESQUITA FILHO FACULDADE DE CIÊNCIAS AGRONÔMICAS CAMPUS DE BOTUCATU EVOLUÇÕES, FRAÇÕES E ESTIMATIVAS DAS IRRADIAÇÕES GLOBAL, DIRETA E DIFUSA EM SUPERFÍCIES INCLINADAS ADILSON PACHECO DE SOUZA Orientaor: Prof. Dr. JOÃO FRANCISCO ESCOBEDO Dissertação apresentaa à Faculae e Ciências Agronômicas a UNESP - Campus e Botucatu, para obtenção o título e Mestre em Agronomia (Irrigação e Drenagem. BOTUCATU - SP Junho 2009

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5 I OFEREÇO A Linalva Barra a Silva, minha mãe, Damicio Pacheco e Souza, meu pai, A Ena Pacheco e Souza e Marcos Antônio e Souza, minha irmã e meu sobrinho, por acreitarem e entenerem toos os momentos e ausência e e lágrimas ocasionaos pelos inúmeros ias istantes o aconchego familiar. DEDICO A Anréa Carvalho a Silva, minha queria esposa e companheira, por me apoiar nos momentos felizes e tristes essa caminhaa. O que há e mais luminoso o que o Sol?E, entretanto, ele tem eclipses, mas nunca eixa e contemplar a multião os astros o céu. (Eclo, 17: 30-31

6 II AGRADECIMENTOS A DEUS, por permitir concluir mais uma etapa e minha pequena formação profissional e pessoal. A Paulina Maria e Azeveo Silva, Alerico Carvalho a Silva, Wanerson Carvalho a Silva e Janaína Gomes os Santos, por suas orações e afeto. A toos os meus avós e avôs, tios, tias, primos e primas, aqueles in memorian, por apoiarem e acreitarem em toa a minha formação. Ao Professor e Cientista Dr. João Francisco Escobeo, pelo incentivo, amizae e orientação nos iversos momentos a realização esse trabalho. A Alexanre Dal Pai e Euaro Narini Gomes, pela eicação, estímulo e abertura em transmitir conhecimentos sobre essa área e pesquisa tão fascinante. A FCA/UNESP e ao Programa e Pós-Grauação em Agronomia, área e concentração em Irrigação e Drenagem. Aos amigos e companheiros o Grupo e Pesquisa em Raiação Solar a FCA: Érico Taao Teramoto, Enzo Dal Pai, Junior Dall Antonia, Tiago o Nascimento Almeia, Fábio Henrique Pires Corrêa e Douglas Rorigues. Aos amigos e pós-grauação: Ariano Dawison, Roselani Arali, Ariana Tanaka, Thaise Ribeiro, Emi Lorenzetti, Evar e Sousa, Manoel Euzébio e Souza, José Joaquim, Amansleone Timóteo, Carla Deisiane, Simone Chiavatta, Danila Conceição, Quézia Pereira, José Luiz Siqueira e Nágela Farias pelos momentos e risaas, escontrações provinos a grane e sincera amizae. Aos professores Daniel Fonseca e Carvalho e Leonaro Batista Duarte a UFRRJ, por permitirem minha iniciação em ativiaes científicas. Aos amigos e companheiros a UFRRJ, com especial atenção a: Rayssa Pereira Vincentin, Wellington e Oliveira Aquino, Anelize Müller, Valcimar Anrae, Carlos Magno, Willian Pereira e Márcio Emanoel e Lima, entre tantos, toos os amigos e irmãos o GOU Renascer. A toos aqueles que ireta ou iniretamente ajuaram para que este trabalho fosse concluío, na construção e manutenção a base aos o Laboratório e Raiometria a FCA/UNESP, meus sinceros agraecimentos e que o Senhor Jesus ilumine e recompense too o empenho isponibilizao.

7 III SUMÁRIO RESUMO...1 SUMMARY INTRODUÇÃO REVISÃO DE LITERATURA Raiação Solar A Raiação solar em terrenos inclinaos e a proutiviae agrícola Meias e irraiação solar Irraiação solar em superfícies inclinaas Frações as irraiações global, ireta e ifusa em planos inclinaos MATERIAL E MÉTODOS Localização e conições climáticas Instrumentação Base e Daos Tratamentos os aos Inicativos estatísticos Relações entre as frações a irraiação global, ireta e ifusa em superfícies inclinaas RESULTADOS E DISCUSSÃO Níveis e irraiação extraterrestre em superfícies horizontais e inclinaas Níveis a irraiação global em superfícies horizontais e inclinaas Níveis e irraiação ireta em superfícies horizontais e inclinaas Níveis e irraiação refletia em superfícies inclinaas...61

8 IV 4.5. Níveis e irraiação ifusa em superfícies horizontais e inclinaas Frações a irraiação global em superfícies inclinaas e horizontais Frações a irraiação ireta em superfícies inclinaas e horizontais Frações a irraiação ifusa em superfícies inclinaas e horizontais Estimativas as irraiações global, ireta e ifusa em superfícies inclinaas com base na razão e insolação (Coeficientes e Angström-Prescott CONSIDERAÇÕES FINAIS CONCLUSÕES REFERÊNCIAS...122

9 V LISTA DE TABELAS Tabela 01. Razão e nebulosiae, precipitação pluviométrica e insolação mensais em Botucatu-SP, entre 1999 e Tabela 02. Características operacionais os sensores a irraiância global e ireta...31 Tabela 03. Variáveis meteorológicas, sensores e períoos e observação...32 Tabela 04. Disponibiliae total mensal e irraiação global em iferentes superfícies e em ângulos otimizaos ao longo o ano...55 Tabela 05. Disponibiliae total mensal e irraiação ireta em iferentes superfícies e em ângulos otimizaos ao longo o ano...61 Tabela 06. Evolução os fatores e correção a irraiação ifusa meia em superfícies inclinaas e horizontais pelo anel e sombreamento Melo-Escobeo...68 Tabela 07. Disponibiliae total mensal e irraiação ifusa em iferentes superfícies e em ângulos otimizaos ao longo o ano...70 Tabela 08. Ínices e clariae ( K T méios mensais para superfícies inclinaas e horizontais...72 Tabela 09. Resultaos as valiações as relações entre ( K β e ( T K com agrupamentos mensais e equações anuais...75 Tabela 10. Coeficientes angulares e e eterminação a regressão linear K T = a1 ( K Tabela 11. Resultaos as valiações as relações entre ( K β e ( T β...76 K com agrupamentos mensais e equações mensais...77 Tabela 12. Frações méias mensais a relação entre a irraiação ireta e a irraiação global ( K b para superfícies inclinaas e horizontais...81 Tabela 13. Resultaos as valiações as relações entre ( K β e ( K com agrupamentos mensais e equações anuais...89 Tabela 14. Coeficientes e regressão os moelos e estimativa a fração ( ' b a fração ( K ' b K β em função, com agrupamentos mensais e coeficientes e eterminação, para as inclinações e 12,85º, 22,85º e 32,85º, com face voltaa para o Norte...91

10 VI Tabela 15. Resultaos as valiações as relações entre ( K β e ( ' b K com agrupamentos mensais e equações mensais...92 Tabela 16. Frações méias mensais a relação entre a irraiação ifusa e referência e a irraiação global ( K para superfícies inclinaas e horizontais...94 Tabela 17. Resultaos as valiações as relações entre ( K β e ( K com agrupamentos mensais e equações anuais Tabela 18. Coeficientes e regressão os moelos e estimativa a fração ( a fração ( K ' K β em função, com agrupamentos mensais e coeficientes e eterminação, para as inclinações e 12,85º, 22,85º e 32,85º, com a face voltaa para o Norte Tabela 19. Resultaos as valiações as relações entre ( K β e ( ' ' K com agrupamentos mensais e equações mensais Tabela 20. Resultaos as valiações as relações entre ( K β e ( / N T n com as equações anuais nos agrupamentos sazonais Tabela 21. Equações e estimativas sazonais as frações méias ( K em função e ( n/n em superfícies inclinaas a 12,85º, 22,85º e 32,85º, com face voltaa para o Norte Tabela 22. Resultaos as valiações as relações entre ( T T K β e ( / N n com equações e agrupamentos sazonais Tabela 23. Resultaos as valiações as relações entre ( K β e ( / N ' b n com equações anuais nos agrupamentos sazonais Tabela 24. Equações e estimativas sazonais as frações méias ( K' em função e ( n/n em superfícies inclinaas a 12,85º, 22,85º e 32,85º, com a face voltaa para o Norte Tabela 25. Resultaos as valiações as relações entre ( ' b b K β e ( / N n com equações e agrupamentos sazonais Tabela 26. Resultaos as valiações as relações entre ( K β e ( / N ' n com equações anuais nos agrupamentos sazonais Tabela 27. Equações e estimativas sazonais as frações méias ( K' em função e ( n/n em superfícies inclinaas a 12,85º, 22,85º e 32,85º, com a face voltaa para o Norte...117

11 VII LISTA DE FIGURAS Figura 01. Raiação ireta, ifusa e refletia inciente em uma superfície inclinaa...15 Figura 02. Ilustração a igualae entre os ângulos θ Z θ e β...17 Figura 03. Número máximo e horas e brilho solar para superfície horizontal e superfícies inclinaas com face exposta ao Norte, em Botucatu-SP (Latitue 22,85º S...19 Figura 04. Irraiância global méia e 5 minutos em superfícies horizontal e inclinaa a 12,85º, no solstício e inverno e e verão, em Figura 05. Evolução anual a temperatura o ar e umiae relativa o ar méias mensais e 35 anos, em Botucatu-SP...27 Figura 06. Estação e Raiometria Solar o Departamento e Recursos Naturais, UNESP, Botucatu SP...30 Figura 07. Piranômetros para meia a irraiância global e ifusa em superfícies inclinaas, com a irraiância ifusa seno meia pelo anel e sombreamento ME...31 Figura 08. Evolução anual o fator Rb estimao para superfícies inclinaas a 12,85º, 22,85º e 32,85º com a face voltaa para o Norte...38 Figura 09. Evolução anual a irraiação solar no topo a atmosfera para superfície horizontal e superfícies inclinaas a 12,85º, 22,85º e 32,85º com a face voltaa para o Norte...38 Figura 10. Evolução anual os esvios relativos consierano a irraiação calculaa no topo a atmosfera para superfície horizontal e superfícies inclinaas a 12,85º, 22,85º e 32,85º, com a face voltaa para o Norte...41 Figura 11. Evolução anual as méias mensais a irraiação global e o topo a atmosfera iárias na superfície horizontal e na superfície inclinaa a 12,85º, com a face voltaa para o Norte...42 Figura 12. Evolução anual as méias mensais a irraiação global e o topo a atmosfera iárias na superfície horizontal e na superfície inclinaa a 22,85º, com a face voltaa para o Norte...44 Figura 13. Evolução anual as méias mensais a irraiação global e o topo a atmosfera iárias na superfície horizontal e na superfície inclinaa a 32,85º, com a face voltaa para o Norte...45

12 VIII Figura 14. Evolução anual os esvios méios mensais as irraiações globais, usano as superfícies inclinaas a 12,85º, 22,85º e 32,85º como referência em relação à superfícies horizontais, para as mesmas épocas e meias...47 Figura 15. Irraiação global méia mensal iária para iferentes períoos e meias em superfícies horizontais, separaos em função os períoos e meias em caa inclinação...50 Figura 16. Razões méias mensais entre ( H β e ( G H...51 Figura 17. Densiae óptica parão (AOD méia mensal iária obtia pelo satélite AQUA- MIR, no períoo e 2000 a Figura 18. Evolução anual a irraiação ireta meia na inciência e projetaa em superfícies horizontais e inclinaas a 12,85º (a, 22,85º (b e 32,85º (c, com a face voltaa para o Norte...57 Figura 19. Evolução anual os esvios méios mensais as irraiações ireta em superfícies inclinaas a 12,85º, 22,85º e 32,85º como referência em relação à superfícies horizontais, para as mesmas épocas e meias...58 Figura 20. Irraiação ireta méia mensal iária para iferentes períoos e meias em superfícies horizontais, separaos em função os períoos e meias em caa inclinação...58 Figura 21. Razões méias mensais entre ( H β e ( B GH H...59 Figura 22. Evolução anual a raiação refletia inciente em superfícies inclinaas a 12,85º, 22,85º e 32,85º, com a face voltaa para o Norte...62 Figura 23. Porcentagem a irraiação global referente aos níveis e irraiação refletia inciente em superfícies inclinaas a 12,85º, 22,85º e 32,85º, com a face para o Norte...63 Figura 24. Evolução anual a irraiação ifusa e referência ( DR BH H em superfícies horizontais e inclinaas a 12,85º(a, 22,85º (b e 32,85º (c, com a face voltaa para o Norte.64 Figura 25. Desvios méios mensais a irraiação ifusa e referência inciente em superfícies inclinaas a 12,85º, 22,85º e 32,85º, comparaa com os valores méios mensais a irraiação ifusa e referência em superfície horizontal...66 Figura 26. Razões méias mensais entre ( H β e ( D H...67 Figura 27. Evolução os fatores e correção a irraiação ifusa meia em superfícies inclinaas e horizontais pelo anel e sombreamento Melo-Escobeo...69 DH

13 IX Figura 28. Ínices e clariae ( K T méios mensais para superfícies horizontais e inclinaas a 12,85º (a, 22,85º (b e 32,85º, com a face voltaa para o Norte...72 Figura 29. Correlações iárias entre os ínices e clariae ( K T e superfícies inclinaas a 12,85º, 22,85º e 32,85º com a face voltaa para o Norte e e superfícies horizontais...74 Figura 30. Freqüência e istribuição iária os valores e ínice e clariae para superfícies horizontais e inclinaas a 12,85º, 22,85º e 32,85º com a face para o Norte...79 Figura 31. Frações méias mensais ( K b para superfícies horizontais e inclinaas a 12,85º (a, 22,85º (b e 32,85º (c, com a face voltaa para o Norte Figura 32. Frações méias mensais a relação entre a irraiação ireta e a irraiação no topo ' a atmosfera ( b K para superfícies inclinaas e horizontais...84 Figura 33. Correlações entre ( K' bβ e superfícies inclinaas a 12,85º, 22,85º e 32,85º com a face voltaa para Norte e ( Figura 34. Frações méias mensais ( K para superfícies horizontais e inclinaas a 12,85º K e superfícies horizontais...86 (a, 22,85º (b e 32,85º (c com face voltaa para o Norte...95 Figura 35. Frações méias mensais a relação entre a irraiação ifusa e referência e a ' irraiação no topo a atmosfera ( Figura 36. Correlações entre ( ' K para superfícies inclinaas e horizontais...97 K β e ( K pela curva méia com agrupamento anual, para as inclinações e 12,85º (a, 22,85º (b e 32,85º (c, com a face voltaa para o Norte Figura 37. Correlações entre ( T K β e ( / N n pela curva méia com agrupamento anual, para as inclinações e 12,85º (a, 22,85º (b e 32,85º (c, com a face voltaa para o Norte Figura 38. Correlações entre ( K β e ( / N ' b n pela curva méia com agrupamento anual, para as inclinações e 12,85º (a, 22,85º (b e 32,85º (c, com a face voltaa para o Norte Figura 39. Correlações entre ( K β e ( / N ' n pela curva méia com agrupamento anual, para as inclinações e 12,85º (a, 22,85º (b e 32,85º (c, com a face voltaa para o Norte...115

14 X LISTA DE SÍMBOLOS I sc Constante solar instantânea (1367W/m² β E 0 δ φ ω s ' ω s θ z DJ Γ ρ R B n N (n/ N Ângulo e inclinação a superfície Fator e correção a excentriciae a órbita a terra (u.a. Declinação solar (graus Latitue local (graus Ângulo horário solar iário para superfície horizontal (graus Ângulo horário solar iário para superfícies inclinaas (graus Ângulo zenital Dia Juliano Ângulo iário, em raianos Albeo a superfície Razão entre a irraiância no topo atmosfera para uma superfície inclinaa e e uma superfície horizontal Número e horas e brilho solar (horas Fotoperíoo (horas Razão e Insolação I 0 H Irraiância no topo a atmosfera para uma superfície horizontal (W m -2 I 0β Irraiância no topo a atmosfera para uma superfície inclinaa (W m -2 I GH Irraiância global na superfície horizontal (W m -2 I Gβ Irraiância global na superfície inclinaa (W m -2 I DH Irraiância ifusa na superfície horizontal (W m -2 I Dβ Irraiância ifusa na superfície inclinaa (W m -2 I BN Irraiância ireta na inciência (W m -2 I BH Irraiância ireta na superfície horizontal (W m -2 I Bβ Irraiância ireta na superfície inclinaa (W m -2

15 XI H 0H Irraiação no topo a atmosfera iária para superfície horizontal (MJ m -2 ia -1 H 0 β Irraiação no topo a atmosfera iária para superfície inclinaa (MJ m -2 ia -1 H GH Irraiação global iária na superfície horizontal (MJ m -2 ia -1 H G β Irraiação global iária na superfície inclinaa (MJ m -2 ia -1 H BH Irraiação ireta iária na superfície horizontal (MJ m -2 ia -1 H B β Irraiação ireta iária na superfície inclinaa (MJ m -2 ia -1 H D β Irraiação ifusa iária na superfície inclinaa (MJ m -2 ia -1 H DRH Irraiação ifusa iária e referência na superfície horizontal (MJ m -2 ia -1 H DR β Irraiação ifusa iária e referência na superfície inclinaa (MJ m -2 ia -1 H DMH Irraiação ifusa iária meia na superfície horizontal (MJ m -2 ia -1 H DM β Irraiação ifusa iária meia na superfície inclinaa (MJ m -2 ia -1 H R β Irraiação refletia iária na superfície inclinaa (MJ m -2 ia -1 ( / H H 0 Razão entre a irraiação global iária e a irraiação iária no topo a atmosfera G m ( GH m ( G m ( BH m ( B m ( DH m ( D m ( R H Irraiação global méia mensal iária na superfície horizontal (MJ m -2 ia -1 H β Irraiação global méia mensal iária na superfície inclinaa (MJ m -2 ia -1 H Irraiação ireta méia mensal iária na superfície horizontal (MJ m -2 ia -1 H β Irraiação ireta méia mensal iária na superfície inclinaa (MJ m -2 ia -1 H Irraiação ifusa méia mensal iária na superfície horizontal (MJ m -2 ia -1 H β Irraiação ifusa méia mensal iária na superfície inclinaa (MJ m -2 ia -1 H β Irraiação refletia méia mensal iária na superfície inclinaa (MJ m -2 ia -1 ( T ( b ( ( K Fração global a irraiação no topo a atmosfera iária K Fração ireta a irraiação global iária K Fração ifusa a irraiação global iária K Fração ireta a irraiação no topo a atmosfera iária ' b

16 XII ( ' ( ( K Fração ifusa a irraiação no topo a atmosfera iária K Ínice e clariae iário para superfície horizontal K β Ínice e clariae iário para superfície inclinaa T m ( m ( T K Ínice e Clariae méio mensal iário para superfície horizontal K β Ínice e Clariae méio mensal iário para superfície inclinaa ( bh ( K Fração ireta a irraiação global iária para superfície horizontal K β Fração ireta a irraiação global iária para superfície inclinaa b m ( bh m ( b K Fração ireta méia mensal iária a irraiação global para superfície horizontal K β Fração ireta méia mensal iária a irraiação global para superfície inclinaa ( H ( K Fração ifusa a irraiação global iária para superfície horizontal K β Fração ifusa a irraiação global iária para superfície inclinaa m ( H m ( K Fração ifusa méia mensal iária a irraiação global para superfície horizontal K β Fração ifusa méia mensal iária a irraiação global para superfície inclinaa ( ' bh ( K Fração ireta a irraiação no topo a atmosfera iária para superfície horizontal K β Fração ireta a irraiação no topo a atmosfera iária para superfície inclinaa ' b m ( K ' bh ( K' m bβ ( ' H ( Fração ireta méia mensal iária a irraiação no topo a atmosfera para superfície horizontal Fração ireta méia mensal iária a irraiação no topo a atmosfera para superfície inclinaa K Fração ifusa a irraiação no topo a atmosfera iária para superfície horizontal K β Fração ifusa a irraiação no topo a atmosfera iária para superfície inclinaa ' m ( K ' H ( K' m β Fração ifusa méia mensal iária a irraiação no topo a atmosfera para superfície horizontal Fração ifusa méia mensal iária a irraiação no topo a atmosfera para superfície inclinaa

17 1 EVOLUÇÕES, FRAÇÕES E ESTIMATIVAS DAS RADIAÇÕES GLOBAL, DIRETA E DIFUSA EM SUPERFÍCIES INCLINADAS. Botucatu, p. Dissertação (Mestrao em Agronomia/Irrigação e Drenagem Faculae e Ciências Agronômicas, Universiae Estaual Paulista. Autor: ADILSON PACHECO DE SOUZA Orientaor: JOÃO FRANCISCO ESCOBEDO RESUMO Este trabalho objetivou apresentar a evolução anual as irraiações global ( H β, ireta ( H β e ifusa e referência ( G B H β méia mensal com meias iárias incientes sobre superfícies inclinaas a 12,85º L 10º, 22,85º L e 32,85º L + 10º com a face voltaa para o Norte e as estimativas as três irraiações com base em meias a irraiação global na horizontal e a razão e insolação. O perioo e aos consierao no estuo foi e 1998 a 2007, com meias realizaas entre 04/1998 a 08/2001 para a inclinação e 22,85º; e 09/2001 a 02/2003 para 12,85º e e 01/2004 a 12/2007 para a inclinação e 32,85º. Em toos os períoos e meias, os valores as tres irraiações foram comparaas com meias realizaas em superfícies horizontais. Os níveis e ( G DR H β nos planos inclinaos foram inferiores no períoo e verão e superiores entre os equinócios quano comparaos com as superfícies horizontais. Houve uma tenência e aumento a iferença entre ( H Gβ e ( GH H com o aumento a intensiae e inclinação. Os picos máximos méios mensais verificaos nas inclinações foram e 22,04; 22,64 e 21,82 MJ m -2 ia -1, ocorrios em setembro, abril e agosto, enquanto que os picos mínimos foram e 16,08; 17,00 e 16,39 MJ m -2 ia -1 nos meses e maio, junho e janeiro, para as inclinações e L 10º, L e L + 10º, respectivamente. Nas superfícies horizontais nesse períoo e meias foram verificaos máximos e minimos e 23,64 e 12,95 MJ m -2 ia -1, em novembro e junho. As raiações iretas na horizontal foram projetaas nas inclinações e foram obtios pelo prouto entre ( H e o fator geométrico ( R valores e ( H Bβ foram inferiores aos e ( BH iferenças crescentes com o aumento a inclinação. Os valores máximos e ( B bh B. Os H no verão e superiores no inverno, com H β foram

18 2 encontraos em abril (16,71 MJ m -2 na inclinação e 12,85º e os mínimos em janeiro (6,95 MJ m -2 na inclinação e 32,85º. As irraiações refletias que atingem as superfícies inclinaas equivaleram a 0,284%; 0,947% e 1,975% a irraiação global inciente nas inclinações e 12,85º, 22,85º e 32,85º, respectivamente. Em grane parte os meses os niveis e ( DR H β foram inferiores aos valores verificaos em superfícies horizontais, contuo, foi proposta a aplicação e fatores e correção númericos mensais para correção a irraiação ifusa meia com anel e sombreamento Melo-Escobeo em superfícies inclinaas. Os valores méios mensais os inices e clariae ( K T foram superiores nas superfícies inclinaas quano comparaas com as superfícies horizontais, nos meses e primavera e verão e inferiores nos meses e outono e inverno. Com base nesses ínices foram propostas H β com base em meias na horizontal. correlaçãos e ( Tβ K e ( K para estimativa e ( Inepenentemente os ângulos e inclinação estuaos foram verificaos maiores valores e ( K b méios mensais nas superfícies inclinaas, principalmente no mês e junho, com valores superiores a 70% e ( b G H β inciio, quano comparao com a horizontal. Os valores as ' ' frações ( K H foram superiores aos valores as frações ( K β, no períoo e inverno, com maiores iferenças nos maiores ângulos e inclinação. Na avaliação a performance as ' ' equações e estimativa iária e mensal e ( K Tβ, ( K β e ( b K β foram empregaos os inicativos estatísticos MBE, RMSE e, que emonstraram bons ajustes nas estimativas, inepenentemente a inclinação estuaa, para análises nas escalas anual e mensal, para as estimativas com base no inice e clariae e na razão e insolação. Palavras chaves: Superfície horizontal, superfícies inclinaas, irraiação solar, moelos e estimativa, ínice e clariae, razão e insolação.

19 3 EVOLUTIONS, FRACTIONS AND ESTIMATES OF E DIFFUSE, BEAM, AND GLOBAL RADIATIONS IN TILTED SURFACES. Botucatu, p. Dissertation (Master in Agronomy/Irrigation an Drainage Faculty of Agronomic Sciences, State University of São Paulo. Author: ADILSON PACHECO DE SOUZA Aviser: JOÃO FRANCISCO ESCOBEDO SUMMARY This work planne to present the annual evolution of the iffuse reference, beam, an global irraiations of monthly meium with aily measures incients about surfaces incline to 12,85º L 10º, 22,85º L e 32,85º L + 10º with facing the Nort an the estimates of the three irraiations on the basis of measures of the global irraiation in the horizontal one an of the reason of sunshine. The perio of facts consiere in the stuy was of 1998 to 2007, with measures carrie out between 04/1998 to 08/2001 for the inclination of 22,85º; of 09/2001 to 02/2003 for 12,85º an of 01/2004 to 12/2007 for the inclination of 32,85º. In all of the perios of measures, the values the three irraiations were compare with measures carrie out in horizontal surfaces. The levels of ( G H β in the planes tilters were lower in the perio of summer an superiors between the equinoxes when compare with the horizontal surfaces. Ha a tenency of increase of the ifference between ( H G β an ( GH H increase with of the intensity of inclination. The monthly meium maximum peaks verifie in the inclinations were of 22,04; 22,64 e 21,82 MJ m -2, they occurre in september, april an august, whereas the most minimum peaks were of 16,08; 17,00 e 16,39 MJ m -2 in the months of may, june an january, for the inclinations of L-10º, L an L+10º, respectively. In the horizontal surfaces in that perio of measures were verifie maximum an minimum of 23,64 e 12,95 MJ m -2, in november an june. The irect raiations in the horizontal one were projecte in the inclinations an were obtaine by the prouct between ( H an the geometrical factor ( bh R B. The values of ( B H β were lower to ( H BH of the in the summer an superiors in the winter, with growing ifferences with the increase of

20 4 the inclination. The maximum values of were foun in april (16,71 MJ m -2 in the inclination of 12.85º an the minimums in january (6,95 MJ m-2 in the inclination of 32,85º. The reflecte irraiation that reach the surfaces slante equalle to 0,284%; 0.947% an 1.975% of the global irraiation incient in the inclinations of 12,85º, 22.85º an 32,85º, respectively. To a great extent of the months the values of ( DR H β were lower to the values verifie in horizontal surfaces, however, were proposition the correction factors with application monthly for correction of the iffuse irraiation measure with shaowring of Melo-Escobeo in surfaces tilte. The monthly meium values of clearness inex ( K T were superiors in the surfaces tilte when compare with the horizontal surfaces, us months of spring an summer an lower in the months of autumnal an winter. On the basis of those inex were proposals correlation of ( Tβ K an ( K for estimate of on the basis of measures in the horizontal. Inepenently of the angles of inclination stuie were verifie bigger values meium monthly of ( b K in the surfaces tilte, mainly in june, with values over 70% of ( ' reflecte, when compare with the horizontal. The values of the fractions ( H ' the values of the fractions ( K β H b β K were over, in the perio of winter, with the evelopment of the intensity of inclination. In the evaluation of the performance of the equations of monthly an aily ' ' estimate of ( K Tβ, ( K β an ( b K β were employees the inicative statisticians MBE, RMSE an " of the Willmott", that showe goo settlements in the estimates, inepenently of the inclination stuie, for analyses in the monthly an annual scales, for the estimates on the basis of clearness inex an in the reason of sunshine. Keywors: Horizontal surface, tilte surfaces, solar irraiation, estimative moels, clearness inex, reason sunshine.

21 5 1. INTRODUÇÃO A raiação solar e os fluxos e calor na camaa atmosférica e na superfície o solo geram vários fatores ambientais que efinem o clima global, regional e local, influenciano toas as fases e esenvolvimento as plantas. Trabalhos e pesquisa por meio os quais se poem estimar o potencial e raiação solar isponível à superfície a Terra são plenamente justificaos, em razão a sua real importância para a execução e projetos e irrigação, proução agrícola, aproveitamento e energia, conservação e alimentos, entre outros. Os estuos econômicos e tecnologias e conversão energética epenem iretamente os equipamentos, os custos e operação, a porcentagem e raiação solar que poe ser convertia em algum tipo e energia isponível para utilização e a isponibiliae instantânea a raiação solar. Os usuários essas tecnologias requerem aos com elevaa qualiae e confiabiliae. Se a raiação solar isponível em certa localiae é menor que a estimaa, o esempenho os sistemas será eficiente e as metas econômicas não serão alcançaas. Toavia, se ocorrer o inverso, os sistemas poerão estar seno subutilizaos. O conhecimento a irraiação solar sobre iferentes superfícies é requerio em uma grane varieae e aplicações, principalmente no setor agrícola. Quantitativamente, a raiação solar que incie sobre superfícies inclinaas em relação à superfície horizontal, com iferentes ângulos e inclinação e ângulo azimutal arbitrário, poem ser aplicaos em projetos e engenharia para coletores solares, projetos e arquitetura

22 6 (conforto térmico, planejamento urbano, estuos agronômicos e insolação sobre vegetação (interligaos às proprieaes física e fisiológica as culturas e em estuos micrometeorológicos sobre circulação local. Para Dubayah e Rich (1995, a topografia é um fator muito importante para eterminar a quantiae e energia solar inciente em um local na superfície terrestre, pois a variabiliae e altitue, inclinação (ecliviae, orientação (azimute e sombreamento poem afetar ireta ou iniretamente os níveis energéticos isponíveis, que por sua vez, interferem nos processos biofísicos e aquecimento o ar e o solo, além os processos fisiológicos e proução. O Brasil, país com grane potencial agrícola e florestal, atualmente encontra-se em pleno esenvolvimento tecnológico na área as fontes renováveis e energia como: conversão fototérmica e fotovoltaica, biomassa e bioisel, entre outras. No entanto, entraves como a ausência e uma ree solarimétrica que permita gerar informações sobre raiações solares em toa extensão continental aina são evientes. Pois os monitoramentos e meições são restritos às Universiaes (Souza et al., 2005; Tiba et al., 2005 e realizaos com apenas uma ou uas as partições a raiação solar, inviabilizano assim o estuo variacional as raiações, até mesmo para uma única região. Dessa forma, um conhecimento mais completo a inciência iferenciaa a raiação solar sobre as várias partes e uma superfície topográfica natural poe fornecer aos profissionais a agricultura subsíios para uma melhor localização as culturas, visto que a emana energética no processo fotossintético é variável para caa tipo e planta. As meias e irraiação global na superfície horizontal, em valores horários ou iários são feitas em várias localiaes. O mesmo não ocorre para as meias a irraiação global em uma superfície inclinaa. No entanto, essas avaliações em superfícies inclinaas são e funamental importância na estimativa a raiação absorvia por superfícies topográficas com inclinação natural, ou superfícies com inclinação forçaas, como é o caso e aqueceores solares. Qualquer aplicação que pretena esenvolver algum tipo e uso a energia solar eve começar com o estuo as raiações isponíveis na região selecionaa e em

23 7 inclinações fixaas. Para Scolar et al. (2003, estuos as intensiaes e variações sazonais em superfícies inclinaas necessitam e meias por um períoo mínimo e um ano. No comportamento e uma cultura com relação ao clima, procura-se eterminar quais as funções biológicas responsáveis pelo seu esenvolvimento, e que estão iretamente ligaas com os iferentes parâmetros meteorológicos expressos pela raiação solar, insolação, temperatura o ar, umiae relativa o ar e precipitação (PEREIRA et al., A interação esses parâmetros com a cultura e o solo estimula a evapotranspiração que é controlaa pela isponibiliae e energia, pela emana atmosférica e pelo suprimento e água o solo às plantas. A isponibiliae e energia epene o local, a época o ano e e conições locais o terreno como a face e exposição ao movimento solar e a ecliviae. Neste sentio, o presente trabalho objetivou: 1 Determinar as evoluções anuais as irraiações global, ifusa e ireta méia mensal com base em meias iárias incientes sobre superfícies inclinaas com exposição ao Norte, para tres inclinações: 1212,85º L 10º, 22,85º L e 32,85º L + 10º comparaas à inciência em superfície horizontal; 2 Determinar os ínices raiométricos (frações as três irraiações méias mensais iárias e suas correlações para as três inclinações; e 3 Analisar os coeficientes e Angström-Prescott para as três inclinações.

24 8 2. REVISÃO DE LITERATURA 2.1. Raiação Solar O Sol é a principal fonte e energia isponível aos processos naturais ocorrentes na superfície terrestre. A proução e energia pelo Sol é um fator consierao praticamente constante na escala e tempo terrestre, entretanto a energia que alcança a superfície o solo varia sazonalmente, permitino assim que um mesmo local receba urante o ano quantiaes iferentes e energia solar (Ometto, Dal Pai (2005 apu COLSON, 1973, cita que o Sol é uma esfera gasosa, com temperatura e 6000 K na superfície a fotosfera, 1x10 6 K na coroa e 1x10 7 K em seu interior que promove a conversão e hirogênio em hélio. Essa conversão resulta na emissão e cerca e 62x10 3 kw m -2 e, esta energia, apenas 1367 W m -2 atinge o topo a atmosfera terrestre, valor este conhecio como constante solar ( I sc. Os fluxos e energia incientes no topo a atmosfera terrestre apresentam pouca oscilação ao longo o tempo. Entretanto, quano integraos em somas iárias poem variar em função a latitue o local, a eclinação solar e o ângulo horário. Esses fatores são epenentes os movimentos e rotação e translação a Terra e permitem a um local receber raios solares com inclinação iferenciaa ao longo o ia. Essa quantiae e raiação solar que chega ao topo a atmosfera é igual para os locais com latitues semelhantes, entretanto, aina poe sofrer variação

25 9 conforme a inclinação a superfície receptora. A raiação solar global, ao atravessar a atmosfera, sofre atenuação pelos fenômenos a reflexão, absorção e ifusão. Tais processos se verificam quano os raios e luz coliem com os gases constituintes a atmosfera, com as nuvens e/ou com partículas em suspensão momentaneamente presentes na atmosfera. A reflexão é causaa pelas nuvens, enquanto que a absorção é realizaa por gases como vapor água, gás carbônico, ozônio, etc. O espalhamento (ifusão poe ser seletivo, quano realizao por partículas com as mesmas imensões que o comprimento e ona inciente (principalmente nos menores comprimentos e ona o espectro solar e não seletivo causao por partículas em suspensão (nuvens e aerossóis. Esses fenômenos não são suficientes para reter too o espectro a raiação solar. Uma parte a raiação solar atravessa a atmosfera sem qualquer interação, alcançano a superfície o solo, seno enominaa raiação ireta. Algumas parcelas a raiação que foram ifunias na interação com a atmosfera, poem inciir posteriormente na superfície, recebeno o nome e raiação ifusa. Esses ois fluxos e raiação (ireta e ifusa chegam à superfície concomitantemente e representam o total e raiação solar que atinge uma superfície, seno enominaa e raiação solar global. Ometto (1981 cita que para a ciae e Piracicaba-SP, percentualmente a absorção, a inciência ireta e a ifusão a raiação solar pela atmosfera compreenem 23%, 25% e 26%, respectivamente, seno esta istribuição tomaa em função os valores méios a latitue, eclinação solar, ângulo horário e turbiez atmosférica. E consiera que a grane importância o conhecimento a raiação solar ifusa encontra-se na possibiliae a eterminação a raiação solar em superfícies com iferentes inclinações, exposições e orientações A Raiação solar em terrenos inclinaos e a proutiviae agrícola Não é recente o interesse pelo estuo a influência o relevo e a exposição os terrenos aos raios solares sobre o esenvolvimento as culturas agrícolas. Pioneiramente, Cottle (1932 citao por Aragon e Toleo Piza (1992, apresentaram resultaos

26 10 ataos e 1895 com estuos sobre a vegetação montanhosa o Texas. Esses autores assinalaram iferenças marcantes entre as espécies encontraas em terrenos com exposições norte e sul. E aina concluíram que um os fatores que mais afetaram o tipo e vegetação foi a exposição aos raios solares, que por conseguinte, alterou a temperatura e a quantiae e água isponível no solo. No Brasil, Lopes (1973 e Latanze (1973 estuaram a influência a raiação solar inciente nas culturas e sorgo e feijão submetias à rampas com iferentes ecliviaes e orientações e verificaram a grane importância esse fator na proução estas culturas. Benincasa (1976 avaliou a influência as iferentes conições e raiação em rampas submetias a cinco ecliviaes e uas exposições na cultura o sorgo, usano o conceito e bacia hirográfica experimental. Conclui posteriormente que a proutiviae e a istribuição e matéria seca foram afetaas pela isponibiliae e raiação solar. Lopez (1986 analisou o comportamento a forrageira Cynoon aciylon (L. Pers. Cv. Coastcross I em rampas semelhantes às utilizaas por Benincasa (1976, incluino aina uma rampa horizontal. Esse autor estabeleceu correlações significativas entre a proução e massa vere e matéria seca com a raiação solar inciente nas iferentes conições e exposição e ecliviaes. Turco et al., (1997 em Jaboticabal-SP, verificaram que áreas com exposição norte e ecliviae e 20%, foram mais satisfatórias para a exploração a soja no períoo e inverno. Em contrapartia, a ocorrência e geaas foi maior nas superfícies localizaas com exposição sul e ecliviae e 20%, pela inciência e menor raiação solar Meias e irraiação solar As meias os fluxos e raiação solar são normalmente tomaas no plano horizontal e isponibilizaas em valores méios iários ou horários. Toavia, são importantes uas efinições quanto a estas meições. A ensiae e fluxo ou irraiância representa a taxa e energia raiante que incie em uma superfície, por uniae e área. Poem ser consieraas como meições instantâneas os níveis energéticos recebios pela superfície, visto que a caa

27 11 seguno chega ao plano esejao uma ensiae e fluxo, variável ao longo o ia. No Sistema Internacional, a uniae e meia a irraiância é o W m -2, possuino equivalência com J s -1 m -2. Quano as ensiaes e fluxo incientes por uniae e área, numa superfície, são integraas num intervalo e tempo (geralmente hora ou ia recebem o nome e irraiação, com uniaes iguais a Wh m -2 ou J m -2. Nessas uniaes poem ser empregaos, conforme a recomenação o Sistema Internacional, os múltiplos e submúltiplos em potências e 10 3, e caa uma as uniaes (...G, M, k, m,,... O resultao a integração, tanto ao longo a hora como o ia, permite a realização e vários estuos quanto ao comportamento as variações a irraiação. A energia raiante total mensal vem seno muito utilizaa nos cálculos ou simulações os comportamentos e alguns equipamentos solares e moelos e estimativa e esenvolvimento vegetal. Toavia, seu emprego em longos períoos e tempo poe conuzir a erros evio a não lineariae no esenvolvimento os processos. Porém, analises méias mensais permitem a verificação a evolução o comportamento as partições a raiação solar ao longo o ano. Os instrumentos e meia a raiação solar são basicamente e ois tipos. Os piranômetros meem a raiação global (ifusa + ireta, enquanto que os pireliômetros meem apenas a raiação ireta. No caso e meias a componente ifusa a raiação, existe a necessiae os piranômetros serem posicionaos sob sistemas e interceptação a raiação ireta. Habitualmente, os piranômetros apresentam como elemento e captação a raiação, um sensor o tipo termopilha. Esse sensor mee a iferença e temperatura entre uas superfícies, geralmente com colorações preta e branca e igualmente iluminaas (TIBA et al., 2001; DIAS, A grane vantagem esse tipo e sensor é a sua resposta uniforme em relação ao comprimento e ona inciente. Também são muito usaos, para meições piranométricas, instrumentos com sensores e fotocélulas e silício monocromático. Seus custos são em torno e 20% superiores aos os instrumentos que usam termopilhas. A maior limitação é a não uniformiae a resposta espectral e a região relativamente limitaa e comprimento e ona (0,40 m a 1,1 m com máximo em torno os 0,90 m, na qual a fotocélula é sensível (TIBA et al., 2001.

28 12 A raiação solar ireta poe ser meia iretamente através e um pireliômetro, conjuntamente com um mecanismo que acompanha o movimento aparente o Sol. Normalmente possui um sensor e raiação instalao na base e um tubo colimaor, que isola a componente a luz na inciência normal eliminano as raiações ifusa e refletia, toavia, este tubo colimaor everá sempre estar alinhao na ireção o sol. As meias a raiação ireta são onerosas evio ao custo e aquisição e manutenção o equipamento (OLIVEIRA, 2001; GOMES, 2006a. Na literatura, são apresentaos ois métoos para meir a raiação solar ifusa em superfícies horizontais. No métoo a iferença utiliza-se um piranômetro para meir a irraiância global e, simultaneamente, um pireliômetro acoplao a um rastreaor solar para meir a irraiância ireta na inciência ( I BN. Dessa forma, a irraiância ifusa é obtia instantaneamente, pela iferença entre as componentes global e ireta projetaas na horizontal. O outro métoo encontrao se baseia no sombreamento e um piranômetro por meio e um pequeno isco que rastreia o movimento relativo o Sol ou por meio e um anel e sombreamento. No métoo o isco e sombreamento, o piranômetro posicionao no plano horizontal é sombreao por um isco móvel que bloqueia a raiação ireta, permitino somente a inciência a raiação ifusa. O métoo o isco envolve um mecanismo e rastreamento solar similar aos usaos nos pireliômetros, o que eleva o custo e aquisição e manutenção o sistema em meias e rotina (DAL PAI, No sombreamento pelo anel, poem ocorrer três formas iferentes e colocação o mesmo na plataforma e observação. Em uas conições, o anel, com seu eixo principal alinhao na ireção Norte-Sul é inclinao para o Norte com ângulo igual a latitue local. Em uma estas possibiliaes, o piranômetro anel é mantio fixo e o anel e sombreamento translaa paralelamente ao eixo polar para compensar as variações a eclinação solar, enquanto que, no outro caso, o piranômetro é móvel e possui liberae e movimento paralelo ao eixo polar a Terra com o com o anel e sombreamento fixo (EPPLEY, 1964; MELO, Na terceira possibiliae, o anel e sombreamento possui liberae e movimento rotacional, com seu centro comum ao sensor o piranômetro sob o anel (ROBINSON e STOCH, 1964.

29 13 Nestes casos, o anel intercepta a raiação solar ireta e a variação a eclinação solar é acompanhaa pelo eslocamento e translação perióico o anel ou o piranômetro, sem a necessiae o rastreamento solar, exigino apenas correções mecânicas iárias. No entanto, parte a raiação ifusa também é bloqueaa pelo anel, levano a necessiae o uso e fatores e correção, como os propostos por Drummon (1956, LeBaron et al., (1980, Ashjacem et al., (1993, Melo (1994, Jacovies et al., (1996, Oliveira et al., (2002 e Dal Pai (2005, entre outros. Seguno Ricieri (1998, os métoos que utilizam sistema e acompanhamento o movimento relativo o sol (métoo a iferença e isco são consieraos mais precisos evio à variação a massa ótica não interferir significativamente nas meias, mas apresentam limitações as suas utilizações em função os custos e aquisição e manutenção. O sombreamento o piranômetro por anel é amplamente aceito por pesquisaores e sua elaboração é e baixo custo, motivo pela qual esta metoologia vem seno a mais usaa (ESCOBEDO et al., Os moelos e estimativa a raiação solar ifusa merecem estaque especial em virtue a ificulae as estações meteorológicas em meir esta componente (DAL PAI, Burek et al., (1988 buscaram melhorar os resultaos nas meias e raiação ifusa em superfícies horizontal e inclinaa construino uma plataforma equipaa com anel e sombreamento e piranômetro. Estes autores esenvolveram uma expressão numérica para corrigir a raiação ifusa, em função a latitue local, a eclinação solar, o ângulo e inclinação o sensor, as imensões o anel e o albeo a superfície local. Compararam os fatores e correção encontraos no plano horizontal, com os e Drummon (1956 e concluíram que se faz necessário consierar o albeo a superfície local, as reflexões por estruturas próximas ao piranômetro e suas aplicações para superfícies inclinaas. Konratyev & Manolova (1960 enfocam a necessiae e se estuar principalmente as componentes ifusa e refletia a raiação em rampas com várias inclinações e exposições. Ao analisarem meias feitas em iversas situações, concluíram que no períoo iurno há pouca variação estas componentes inepenentemente a inclinação a rampa. Afirmaram aina que a orientação a rampa tem pouca influência na variação a raiação global quano a inclinação não supera 10º, entretanto, nas inclinações superiores a

30 14 este valor, o total a raiação poe ser granemente alterao tanto pela orientação quanto pela inclinação. As series temporal e espacial as componentes a raiação global permitem conhecer a isponibiliae energética iurna, mensal e anual, entretanto, exigem meias simultâneas e rotina em vários locais e conições. Por conseguinte, nos últimos anos foram esenvolvias muitas equações e estimativa em função a raiação global para as conições brasileiras (Aragon e Toleo Piza, 1991; Pereira et al., 1998; Pereira et al., 2002; Escobeo et al., 2006 entre outros, emonstrano serem os meios mais simplificaos na observação as tenências e variação, pois a raiação global é consieraa como uma meia e rotina na maioria as estações meteorológicas istribuías no país. Toavia, esses estuos são irecionaos para as conições e superfícies planas ou horizontais. Quanto às preições e equações em superfícies inclinaas no Brasil, alguns trabalhos já foram esenvolvios, em Viçosa-MG (Alves, 1984, Jaboticabal-SP (Aragon e Toleo Piza, 1992 e em Botucatu-SP (Scolar et al., Irraiação solar em superfícies inclinaas iária ( G Seguno Iqbal (1983 e Scolar (2004 a irraiação total ou global H β que incie em uma superfície inclinaa, com um ângulo β e inclinação em relação à superfície horizontal, é aa pela soma as irraiações ireta ( H β, ifusa ( a refletia pelo solo H β, conforme Figura 01. R B H β e D H GT = H H H (01 Bβ + Dβ + Rβ Seguno Alves et al. (1983, o ângulo e inciência os raios solares iretos sobre uma superfície inclinaa é o ângulo formao entre esses raios e a normal à superfície.

31 15 Figura 01. Raiação ireta, ifusa e refletia inciente em uma superfície inclinaa. horizontal ( 0 H A raiação inciente no topo a atmosfera para uma superfície H poe ser estimaa pela equação 02. Seguno Vianello e Alves (2004, a latitue local e o tempo são os ois fatores que fazem a raiação no topo a atmosfera variar. 24 π H 0 H = H SC E0 ω s ( sinδ sinφ + ( cosδ cosφ sinωs (02 π 180 em que: H SC é conhecia como a constante solar horária, com valor igual a 4921 KJ m -2 h -1 ; E0 é o fator e correção a excentriciae a Terra; φ é a latitue o local; é a eclinação solar, aa em graus, pela equação 03 e ωs é o ângulo horário solar iário ao por: 360 δ = 23, 45sin ( DJ ( ω = cos s 1 ( tanφ tanδ (04

32 16 Durante um ia (24 horas a variação máxima a eclinação (que acontece nos equinócios é menor que 0,5, portanto, poe ser consieraa constante ao longo o ia. O ângulo horário, por sua vez, é formao pelo ângulo (meio no pólo celeste entre o meriiano o observaor e o meriiano o Sol, valeno 0 ao meio-ia (Tempo Solar Veraeiro e ese aí, mua 15 por hora. Para valores iários se torna epenente apenas a latitue e a eclinação solar. O plano que contém a órbita terrestre é chamao e eclíptica e o tempo que a Terra leva para percorrê-la é um ano. A excentriciae esta órbita é tal que a istância entre o Sol e a Terra varia 1,7% ao longo o ano. Tal excentriciae é a razão entre a istância e um os focos ao centro a elipse (eclíptica e o comprimento a metae o eixo maior essa elipse. Contuo, o fator e correção a excentriciae a órbita a terra ( E 0 iário poe ser obtio através a equação proposta por Spencer (1971, que apresenta um erro máximo e 0,0001: E 0 = , + 0, cos Γ + 0, sin Γ + 0, cos 2Γ + 0, sin 2Γ (05 Seno: Γ = 2π ( DJ Iqbal (1983 apresentou um tratamento específico para estimativa a H 0 β irraiação inciente no topo a atmosfera para uma superfície inclinaa (, com a face voltaa para o Equaor. Neste caso, a irraiância ireta que incie nessa superfície no topo a atmosfera é totalmente epenente o ângulo β e inclinação a superfície, em relação à superfície horizontal e o ângulo e inciência, θ β, os raios solares nessa superfície, conforme a Figura 02 (no Hemisfério Sul. O ângulo e inciência os raios solares na latitue φ one está localizaa a superfície inclinaa com um ângulo β, é igual ao ângulo e inciência os raios solares na superfície horizontal localizaa na latitue φ + β (Scolar,

33 17 Figura 02. Ilustração a igualae entre os ângulos θ Z θ e β. Aaptao e Iqbal (1983. Dessa maneira, a equação que estima os níveis e irraiação iária que incie em uma superfície inclinaa no topo a atmosfera, é a mesma utilizaa para calcular a irraiância que incie em uma superfície horizontal, moificaa apenas pelo ângulo relativo á superfície inclinaa ( β. ' ( ω 24 π ' H 0β = I SC E0 ω s ( sinδ sin( φ β + cosδ cos( φ β sin s (06 π 180 Neste caso, as únicas iferenciações evem ser observaas no fato e que a iferença ( φ β é aplicaa nas regiões situaas no Hemisfério Norte, enquanto que no Hemisfério Sul, quano a face a superfície inclinaa estiver voltaa para o Norte, temos a relação moificaa para ( φ + β. Porém, o termo ω ' s é o ângulo horário iário para uma superfície inclinaa, epenente a eclinação solar, a latitue e a inclinação a superfície, seno necessário o seu estuo ao longo as estações o ano.

34 18 i Durante o verão (no hemisfério Sul, < 0, resultano em ω s > Isto significa que os raios solares atingem primeiro a superfície horizontal quano comparaa com a superfície inclinaa. ' ω s. ii Durante o inverno (no hemisfério Sul, > 0. Matematicamente, resulta-se no fato e que o ângulo horário solar iário para a superfície inclinaa será maior que na superfície horizontal. Esse fato não é fisicamente possível, permitino escrever a expressão geral para o cálculo o ângulo horário solar em uma superfície inclinaa no Hemisfério Sul, com a face voltaa para o Norte. ω min{ cos 1( tanδ tanφ ' = s ; [ tanδ tan( φ β ] cos 1 } (07 Essa consieração é importante na estimativa o fotoperíoo para uma aa latitue quano se utiliza superfícies inclinaas, principalmente com exposição ao Norte quano localizaa no Hemisfério Sul. Caso não houvesse essa conotação, seriam verificaos nas superfícies inclinaas um número maior e horas e fotoperíoo entre os equinócios (Figura 03a, quano comparao com a superfície horizontal. Contuno, como o plano e horizonte limita o fotoperíoo para a superfície horizontal, as limitações citaas acima, configuram a Figura 03b. Observa-se que na inclinação igual a latitue local, obtêm-se o mesmo comportamento encontrao para regiões localizaas próximas a linha o Equaor, com um fotoperíoo na primavera e verão igual a 12 horas. Aina nestes períoos, o fotoperíoo iminui a meia que se tem um aumento os ângulos e inclinação. Logicamente que essa iminuição o fotoperíoo é ecorrente os menores valores o ângulo horário solar para as superfícies inclinaas na primavera e verão, quano comparaos com o ângulo horário solar para superfícies horizontais.

35 19 14,0 (A 14,0 (B 13,5 13,0 Horizontal β - 12,85º β - 22,85º β - 32,85º 13,5 13,0 Horizontal β - 12,85º β - 22,85º β - 32,85º Número e horas 12,5 12,0 11,5 11,0 Número e horas 12,5 12,0 11,5 11,0 10,5 10,5 10, Dia Juliano 10, Dia Juliano Figura 03. Número máximo e horas e brilho solar para superfície horizontal e superfícies inclinaas com face exposta ao Norte, em Botucatu-SP (latitue 22,85º S. Liu e Joran (1961 e Iqbal (1983 sugeriram que a relação existente entre a raiação inciente no topo a atmosfera em uma superfície inclinaa e a inciente em uma superfície horizontal gera um fator geométrico iário (equação 08. A aplicação esse fator se faz necessário evio à muança no ângulo e inciência os raios solares sobre a superfície inclinaa quano comparaa com a superfície horizontal. R B 0 β H = (08 H 0 H Esse fator geométrico quano exigio na partição iária, poe ser estimao iretamente pela aplicação a seguinte equação (IQBAL, 1983; WENXIAN et al., 1995, que representa a razão entre as equações 06 e 02, respectivamente. R B ' ( /180 ωs sin sin ( + cos cos ( ( /180 ωs sin sin + cos cos sin ωs ' sin ωs = (09

36 20 plano horizontal ( GH horizontal ( I GH. Com relação à irraiação ao nível a superfície, os valores globais no H poem ser obtios através a integração a curva e irraiância global GH H I t (10 = wf wi GH em que: wi e wf corresponem aos horários o nascer e pôr-o-sol, respectivamente. A irraiação ireta na horizontal ( H é obtia através a integração a curva e irraiância ireta na inciência normal ( I BH projetaa na horizontal. BH GH H I cos( θ t (11 = wf wi B Z Enquanto que a irraiação ifusa ( H DH e referência é obtia pela iferença entre as irraiações global e ireta projetaa na horizontal. Essa irraiação é consieraa e referência, pois quano são realizaas meias e irraiância ifusa ( I DH existe a necessiae o emprego e correções isotrópicas e anisotrópicas. H DH = H H (12 GH BH H G β Nesse contexto, os níveis e irraiação global ( incientes nas superfícies inclinaas, também poem ser obtios pela integração as irraiâncias globais ( I Gβ incientes nesse plano inclinao. G = wf wi H β I t (13 Gβ

37 21 A taxa e raiação solar ireta em uma superfície inclinaa, seguno Iqbal (1983, poe ser calculaa através a correção a raiação ireta projetaa na horizontal ( H pelo fator R B, seno aa pela seguinte expressão: BH H = H R Bβ BH B (14 A componente refletia a irraiação global inciente em uma superfície inclinaa poe ter comportamento isotrópico e anisotrópico. Entretanto, a componente anisotrópica poe ser aplicaa somente para ias com céu claro e limpo, casos estes one a reflexão não é perfeitamente ifusa (Iqbal, Assim, a fração a energia refletia pelo solo que atinge a superfície inclinaa poe ser aa apenas com base na reflexão isotrópica (WENXIAN et al., 1995; KAMALI et al., 2006; GUEYMARD, H Rβ 1 = H Gβ (1 cosβ (15 2 em que: ρ é o albeo a superfície (efinio pela razão entre a irraiação refletia por uma superfície e a irraiação inciente nessa superfície, H g é a irraiação global inciente na superfície inclinaa, β é o ângulo e inclinação. O termo [( 1 cos( β / 2 ] é a razão entre a irraiação inciente na superfície inclinaa sobre a raiação refletia pelo solo. Esse tratamento matemático para as irraiações ireta e refletia pelo solo, que inciem em superfícies inclinaas, é comum à maioria os moelos propostos aos estuos as partições a irraiação total, excetuano-se uns poucos, como por exemplo, os e Temps & Coulson (1977 e Gueymar (1987, que ão tratamento anisotrópico para a irraiação refletia pelo solo. Scolar (2003 e Dal Pai (2005 citam que para a componente ifusa a irraiação, normalmente são utilizaas três sub-componentes para avaliar o seu comportamento anisotrópico: circunsolar, brilho horizontal e raiação ifusa isotrópica. A

38 22 irraiação ifusa que vem a região ao reor o isco solar é chamao e circunsolar, seno preominantemente resultante o espalhamento evio aos aerossóis existente na atmosfera. O aumento na intensiae a raiação ifusa próximo ao horizonte é chamao e brilho horizontal, evio ao fato que a raiação inciente percorre uma trajetória maior na atmosfera próximo ao horizonte e também evio às múltiplas reflexões na atmosfera terrestre. Isotrópica é o restante a raiação ifusa assumia ser uniformemente istribuía na porção restante a hemisfério celeste. Vários trabalhos têm sio esenvolvios objetivano apresentar moelos propostos para estimar a irraiação ifusa que atinge uma superfície inclinaa (HARRISON e COOMBES, 1988; MEDIAVILLA et al., 2005; VARTIAINEN, 2000; ROBLEDO e SOLER, 2002; LI e CHEUNG, 2005; KAMALI et al., 2006; NOORIAN et al, 2008; BOLAND et al., No entanto, nem toos consieram essas três sub-componentes supracitaas a irraiação ifusa. Isto emonstra a necessiae o conhecimento a variação sazonal essa componente a irraiação total, visto a grane ificulae e mensurá-la nas estações brasileiras Frações as irraiações global, ireta e ifusa em planos inclinaos Com relação a irraiação global, a transmissiviae atmosférica, ou ínice e clariae ( K T, aa pela razão entre a irraiação global pela irraiação no topo a atmosfera, são obtios normalmente em superfícies horizontais. Esse ínice representa a quantiae e irraiação efetiva que chega à superfície terrestre em relação à quantiae existente no topo a atmosfera, escontaa os efeitos e absorção, reflexão e espalhamento irecional para o espaço. Entretanto, evio à isponibiliae iferenciaa e irraiação no topo a atmosfera nas iferentes inclinações ao longo o ano, este ínice também poe variar para superfícies inclinaas. O ( K T é um número aimensional, cujos valores variam entre 0 e 1. Normalmente ivie-se o ínice e clariae em intervalos e aota-se a seguinte classificação: 0 < ( K T < 0,30, ias e céu completamente nublao; 0,30 < ( T K < 0,65, ias

39 23 e céu parcialmente nublao; e 0,65 < ( K T < 1, ias e céu aberto (LIU e JORDAN, 1960; IQBAL, 1983; DE MIGUEL et al., 1995; entre outros. Outras propostas e classificação estão seno apresentaas e aceitas, e para Botucatu (SP as conições e cobertura e céu apresentam subivisões iferenciaas em função o ínice e clariae (ESCOBEDO et al., 2007b; ESCOBEDO et al., Outras frações que apresentam grane importância nos estuos e K e a relação entre a irraiação é a relação entre a irraiação ireta e a irraiação global ( b irraiação ifusa e a irraiação global ( K K com as frações ( K e ( K metoologia que correlaciona o ínice e clariae ( T. Liu e Joran (1960 foram os precursores a b. Essas frações poem ser correlacionaas nas iferentes partições e tempo, como instantânea, horária e iária. Em Botucatu-SP, alguns trabalhos também utilizaram essa metoologia e estimativa as irraiações iretas (OLIVEIRA, 2001b; GOMES, 2006a e ifusas (DAL PAI, Com relação a superfície inclinaa, na mesma ciae supracitaa, Scolar et al. (2003, também aplicaram essa conotação, entretanto apenas para uma superfície com inclinação igual a latitue local (22,85º S. Essas relações são importantes, pois possibilitam a estimativa as irraiações ireta e ifusa incientes em um ao local com meias realizaas apenas a irraiação global, e aina permitem estimativas a irraiação total inciente em um plano inclinao com meias a irraiação global realizaas apenas no plano horizontal. Outra linha importante e estuo para obtenção a irraiação global são as correlações com parâmetros meteorológicos, geográficos, atmosféricos e astronômicos. Meiante a esse fato, Angström (1924 propôs um moelo estatístico linear para estimar a irraiação solar global em superfícies horizontais, com base na razão entre a irraiação em um ia completamente nublao pela irraiação em um ia completamente limpo e na razão entre o número e horas e brilho ao nível a superfície terrestre com o número máximo e horas e brilho solar no topo a atmosfera, ambos em um ia. Entretanto, evio à ificulae a meição a irraiação global em ias completamente limpos, o que não ocorre com freqüência em muitas regiões evio principalmente a nebulosiae, Prescott (1940 correlacionou a razão ( / H simplificaa, conhecia como Angström-Prescott. H 0 por meio e uma equação G

40 24 H H G 0 = a + b n N (16 Esse métoo se tornou o mais empregao, seno que os valores os coeficientes a e b (coeficientes a equação e Angström, característicos e um eterminao local, são epenentes a latitue, a época o ano e a altitue. Nesta equação os significaos físicos para os coeficientes a e b poem ser entenios como: quano ( / N n tene a zero, ( / H H G 0 tene a a, mostrano que a não poe ser maior que 1, pois representa a transmissiviae mínima a irraiação local. No outro extremo, num ia completamente claro ( / N e ( / H G n tene a 1, H 0 tene a a + b, representano a fração a irraiação extraterrestre inciente na superfície terrestre para ias com céu aberto, ou seja, representa o coeficiente e transmissão atmosférica. Diversos trabalhos poem ser encontraos na literatura apresentano os valores esses coeficientes para um grane número e localiaes brasileiras. Campelo Junior (1998, em Santo Antônio o Leverger, MT (latitue: 15º47 11 S, verificou que o valor e a foi praticamente constante ao longo o ano (0,21 e b variou e 0,26 a 0,54, seno os maiores valores verificaos no períoo e novembro a março e os menores e abril a agosto. Já Blanco e Sentelhas (2002 concluíram que em Piracicaba, SP (latitue 22º42 30 S, que a estimativa a insolação a partir os valores anuais e a e b foi satisfatória, seno a = 0,231 e b = 0,50, resultano na estimativa a insolação com precisão e 89% e exatião e 97%. Em Lavras MG, latitue 21º13 32 S, Dantas et al. (2003, obtiveram ao longo um ano, a seguinte equação: Qg/Qo = 0,23 + 0,49 n/n, com um coeficiente e eterminação méio e 0,89. E mais recentemente, Dornellas et al. (2006 encontraram em Brasília DF (latitue 15 56'S, coeficientes méios mensais a variano e 0,241 a 0,345, e b e 0,430 a 0,515, enquanto que os coeficientes méios anuais a e b foram 0,278 e 0,498. Entretanto, toos os estuos realizaos no Brasil, foram aplicaos em superfícies horizontais. Um ponto importante que eve ser consierao na possibiliae a aplicação a equação e Angström-Prescott, em superfícies inclinaas, é o fato o heliógrafo (aparelho que mee o número e horas e brilho solar ao nível a superfície terrestre ser recomenao e instalao apenas em superfícies horizontais (planas. Sempre que o isco solar

41 25 puer ser visto e a raiação exceer um valor limitante mínimo haverá a queima o papel evio ao calor proveniente o sol. Investigações em iferentes estações meteorológicas e vários países mostraram que o valor mínimo a irraiância necessária para o início a queima as tiras heliográficas varia entre 70 e 280 W m -2 (Baungartner, Estuos posteriores especialmente realizaos na França propõem que um valor méio e 120 W m -2 seja amitio como um valor mínimo para início a queima a tira heliográfica utilizaa pelo heliógrafo Campbell-Stokes. De acoro com a recomenação n 10 a CIMO (Comissão para Instrumentação e Métoos e Observação a uração o brilho solar e um ao períoo e tempo é efinia como uma soma os sub-períoos em que a irraiância solar ireta excee à 120 W m -2 (WMO, Pela verificação as partições instantâneas a irraiação global em ias consieraos como críticos, como os solstícios e equinócios em conições e cobertura e céu variável, observou-se que o número e horas e brilho solar no nível a superfície é praticamente o mesmo para as superfícies horizontais e inclinaa a 12,85º, pois o valor limitante e 120 W m -2 para a queima a fita heliográfica é atingino concomitantemente pelas uas meias (Figura 04, permitino assim, a aplicação a equação e Angström-Prescott para superfícies inclinaas I GH (A I G-12,85º I GH (B I G-12,85º 1200 Irraiância global (W m Irraiância global (W m :00 08:00 10:00 12:00 14:00 16:00 18:00 Horas 06:00 08:00 10:00 12:00 14:00 16:00 18:00 Horas Figura 04. Irraiância global méia e 5 minutos em superfícies horizontal e inclinaa a 12,85º, com a face voltaa para o Norte, no solstício e inverno (a e e verão (b, em 2002.

42 26 3. MATERIAL E MÉTODOS 3.1. Localização e conições climáticas Os aos as irraiâncias solar global, ireta e ifusa para as superfícies horizontal e inclinaas, com a face voltaa para o Equaor, foram obtios a base e aos a Estação e Raiometria Solar a UNESP e Botucatu-SP (latitue 22 º 51 Sul, longitue 48 º 26 Oeste, altitue 786m, coletaos no períoo e janeiro e 1999 a ezembro e De acoro com a classificação climática e Köppen, o clima e Botucatu é classificao como Cwa, caracterizao como temperao úmio, com inverno seco e verão quente. O ia que apresenta a maior isposição e brilho solar tem 13,4 horas (solstício e verão e o com menor uração tem 10,6 horas (solstício e inverno. Pela normal climatológica o município, as maiores precipitações ocorrem no mês e janeiro, com acumulo méio e 260,7 mm, enquanto que as mínimas são verificaas em agosto com 38,2 mm. Toavia, no períoo e realização esse estuo (1999 a 2005, esta variação não seguiu essa tenência, seno encontraas somas mensais méias e 329,7 ± 74,8 e 38,7 ± 32,8 mm, como máxima e mínima, nos meses e janeiro e junho, respectivamente.

43 27 Seguno Oliveira (2003 existe uma alta probabiliae e ocorrência e ventos na região e Botucatu, com preominância na ireção Noreste Leste, associaos com a variação o anticiclone Atlântico Sul. Os meses e fevereiro e julho são o mais quente e frio o ano, com temperaturas méias e 23,20 C e 17,10 C, enquanto que fevereiro e agosto são os meses mais e o menos úmios, com percentuais e 78,2% e 61,80%, respectivamente (Figura 05. Toavia, a evolução anual a temperatura e umiae relativa o ar meia mensal seguem as variações astronômicas o sol, seno os valores maiores verificaos quano o Sol eclina próximo a latitue local (solstício e verão, pois se tem níveis e irraiação solar mais elevaos, e os menores valores quano eclina no Hemisfério Norte (solstício e inverno para o Hemisfério Sul. Temperatura méia o Ar (ºC Temperatura o Ar Umiae relativa o Ar Umiae Relativa (% Meses Figura 05. Evolução anual a temperatura o ar (a e umiae relativa o ar (b méias mensais e 35 anos, em Botucatu-SP. Os efeitos climáticos característicos que afetam iretamente os valores as irraiações solares em Botucatu SP poem ser observaos por meio os valores méios mensais nas séries mostraas na Tabela 01. A razão e nebulosiae refere-se a fração o céu coberta pelas nuvens quano observao e uma localização em particular e expressa o número e horas que o sol ficou encoberto.

44 28 Tabela 01. Razão e nebulosiae, precipitação pluviométrica mensal e insolação em Botucatu-SP, entre 1999 e Méia Desvio Meses Razão e Nebulosiae Janeiro 0,64 0,57 0,48 0,67 0,73 0,63 0,7 0,63 0,09 Fevereiro 0,54 0,53 0,52 0,61 0,43 0,45 0,35 0,49 0,09 Março 0,29 0,53 0,51 0,28 0,45 0,37 0,45 0,41 0,1 Abril 0,24 0,18 0,25 0,29 0,52 0,52 0,33 0,33 0,14 Maio 0,25 0,24 0,39 0,44 0,21 0,46 0,31 0,33 0,1 Junho 0,36 0,28 0,64 0,54 0,42 0,55 0,53 0,47 0,12 Julho 0,24 0,29 0,39 0,46 0,29 0,38 0,36 0,34 0,08 Agosto 0,15 0,4 0,25 0,33 0,29 0,17 0,22 0,26 0,09 Setembro 0,34 0,45 0,34 0,46 0,37 0,31 0,49 0,39 0,07 Outubro 0,44 0,36 0,4 0,45 0,44 0,55 0,61 0,46 0,09 Novembro 0,42 0,44 0,48 0,55 0,56 0,45 0,47 0,48 0,05 Dezembro 0,48 0,56 0,68 0,6 0,49 0,51 0,52 0,55 0,07 Precipitação pluviométrica mensal (mm Janeiro 357,9 220,7 315,5 271, ,4 329,7 74,8 Fevereiro 135,5 227,9 278,2 206,7 127,6 161,6 66, ,9 Março 35,6 162,4 156, ,8 122,3 113,8 131,5 48,1 Abril 70,3 12,1 24,9 2,8 87,5 107,5 78,7 54,8 41 Maio 44,8 10,3 89,6 103,7 52,9 133,5 120,8 79,4 44,7 Junho 97,5 12,8 56,9 0 23,7 28,8 51,2 38,7 32,8 Julho 16, ,9 40,7 15,8 104,3 18,7 41,5 31,5 Agosto 0 73,7 53,8 76,4 33,9 0, ,4 31,6 Setembro 84,4 127,9 87,2 65,1 14,9 7,7 35,1 60,3 43,5 Outubro 35,3 20,3 142,7 52,7 149, Novembro 34,2 191,9 117,7 178,9 173,5 54,4 63,8 116,3 66,1 Dezembro ,8 221, ,9 157,9 183,3 177,7 31,9 Insolação (horas Janeiro 143,6 165,2 193,4 133,7 104,4 148,7 124,8 144,83 28,72 Fevereiro 147,4 171,7 170,1 125, ,7 232,5 178,93 36,6 Março ,4 184,6 252,1 207,3 234,3 187,1 205,69 27,94 Abril ,5 257,1 243,3 164,3 119,6 231,6 222,49 58,62 Maio 236,7 257,2 200,2 189,1 264,6 181,4 234,1 223,33 33,19 Junho 203,8 228,4 112,5 146,6 177,9 144,2 149,8 166,17 39,67 Julho 245,2 237,7 198, ,4 206,4 201,8 215,23 24,79 Agosto 285,6 209,3 260,3 234,3 239,8 288,7 271,9 255,7 29,24 Setembro 235,7 190,5 228,5 187,6 224,9 247,7 180,7 213,66 26,75 Outubro 219,1 242,7 227,4 215, ,9 147,1 206,34 33,27 Novembro 205,7 221,2 198,4 172,4 168,9 182,1 200,8 192,79 19,02 Dezembro 146,8 176,3 120, ,7 189,6 186,5 169,46 30,73

45 29 A evolução temporal a razão e nebulosiae poe inferir quais os meses que apresentam maior número e ias e céu aberto e/ou nublao. Entre 1999 e 2005 verifica-se que os valores mais elevaos ocorrem nos meses e janeiro (0,63, ezembro (0,55, fevereiro (0,49, novembro (0,48 e outubro (0,46, e os menores em abril (0,33, maio (0,33, julho (0,34, agosto (0,26 e setembro (0,39, como mostra a Tabela 01, a exceção ocorre por conta o mês e junho. Os maiores esvios são verificaos nos meses e abril, maio e junho, seno influenciaos por conta as entraas as frentes frias vinas o sul o país, que trazem granes quantiaes e massas e ar frio, a partir a metae o outono. Os meses que apresentaram a maior e a menor insolação foram agosto e janeiro, totalizano respectivamente, 255,7 e 144,83 horas. Por conseguinte, o fotoperíoo cujo comportamento foi apresentao na Figura 03, apresentou valores máximos acumulaos na região no mês e ezembro (412,88 horas e o mínimo no mês e junho (320,45 horas. Como os maiores ínices pluviométricos são verificaos nos meses o verão, permitem maiores razões e nebulosiae nesses meses, conseqüentemente menores razões e insolação. A precipitação evoluiu proporcionalmente à nebulosiae, com valores acumulaos entre novembro e fevereiro e 1017,2 mm, ou seja, 79,3% o total méio anual verificao entre 1999 e Os valores mais elevaos são nos meses e janeiro (329,7 mm e os menores em julho e agosto (31,5 mm. Esta variação emonstra claramente que a região e Botucatu, apresenta um ciclo a precipitação constituío e ois períoos bem istintos: chuvoso e seco, com chuvas e natureza convectiva (intensiae moeraa a forte, com preominância no períoo a tare ou início a noite, uração e curta a méia, e minutos à horas e frontal (intensiae e fraca a moeraa, epeneno o tipo e frente fria, com uração e méia a longa (horas ou ias, epeneno a velociae e eslocamento a frente., em caa períoo, respectivamente.

46 Instrumentação Os aos foram armazenaos em méias instantâneas e 5 minutos, em um sistema e aquisição e aos Microlloger CAMPBELL SCIENTIFIC, INC., moelo CR23X, operano na freqüência e 1Hz, armazenano méias e 5 minutos ou 300 leituras. Na transferência os aos é empregao um móulo e memória SM192 também a Campbell com interface SC532 para microcomputaores e operao pelo software PC 208W a Campbell. A isposição os sensores e meias a Estação e Raiometria Solar a UNESP e Botucatu-SP é emonstraa na Figura 06. A superfície inclinaa (rampa é apresentaa na Figura 07. Sistema e aquisição e aos Difusa Horizontal (ME Superfície Inclinaa Direta na inciência Global Horizontal Figura 06. Estação e Raiometria Solar o Departamento e Recursos Naturais, UNESP, Botucatu SP. A irraiância global no plano horizontal foi meia com auxílio e um piranômetro EPPLEY-PSP, posicionao num plano horizontal e, nos planos inclinaos a irraiância total foi obtia também com auxílio e piranômetros EPPLEY-PSP, posicionaos paralelamente sobre os planos inclinaos e 12,45º, 22,45º e 32,45º, com a face voltaa para o Equaor. Enquanto que, a irraiância ireta na inciência foi obtia por um pireliômetro EPPLEY-NIP, acoplao a um rastreaor solar ST3 também a Eppley.

47 31 Figura 7. Piranômetros para meia a irraiância global e ifusa em superfícies inclinaas, com a irraiância ifusa seno meia pelo anel e sombreamento ME. As características operacionais referentes a fator e calibração, intervalo espectral, tempo e resposta, lineariae, resposta ao co-seno e a temperatura os etectores a raiação global e ireta estão apresentaas na Tabela 02. Tabela 02. Características operacionais os sensores e irraiância global e ireta. Raiação Global Direta Sensor- Marca Piranômetro EPPLEY PSP Pireliômetro - EPPLEY Fator e Calibração 7,45μV/Wm -2 7,59μV/Wm -2 Range Espectral nm nm Tempo e Resposta 1s 1s Lineariae ± 0,5 % ( 0 a 2800 W/m² ± 0,5 % ( 0 a 1400 W/m² Co-seno ± 1% (0 < z < 70º ± 3% (70º < z < 80º -- Resposta à temperatura ± 1% e - 20º C a 40º C ± 1% e - 20º C a 40º C foram obtios através a seguinte equação: Os valores as irraiações iretas na projeção a superfície horizontal H bh = H cosθ (17 b Z em que: θ Z é o ângulo zenital, ao pelas variações a eclinação solar obtia pela equação 03 (δ e o ângulo horário solar ( ω s para uma aa latitue.