ANEMOMETRIA, SISTEMAS DE MEDIÇÃO E FLUXOS DE ENERGIA

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1 UF Universidade stadual do orte Fluminense Darcy Ribeiro AMMTRIA, ITMA D MDIÇÃ FLUX D RGIA Prof. José Carlos Mendonça ng. Agrônomo D.c. LAG/CCTA/UF 21/11/12

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3 VT VT PD R CIDRAD CM AR M MVIMT TID HRIZTAL. RULTAD D DLCAMT D MAA D AR RIGIÁRIA RIA D GRADIT D PRÃ. MACRCALA: gradiente de pressão dos pólos p para a região equatorial é responsável pela circulação na macroescala,, tendo extensão horizontal que varia entre 0 a km. MCALA: ão os movimentos que incluem as brisas marítima e terrestre, circulação dentro de vales e os fenômenos do efeito de ilhas de calor. s fenômenos dessa escala que influenciam a qualidade do ar local são variações diurnas da estabilidade atmosférica e a topografia regional. A extensão horizontal dessa escala é da ordem de 0 km e na vertical é de dezenas de metros até 1 km acima do solo. MICRCALA: Incluem os movimentos resultantes dos efeitos aerodinâmicos das edificações das cidades e dos parques industriais, rugosidade das superfícies e a cobertura vegetal de diversos tipos de solo. sses movimentos são responsáveis pelo transporte e difusão dos poluentes em um raio horizontal inferior a km e entre 0 e 500 metros na vertical acima do solo.

4 IMPRTACIA DA CARACTRIZAÇÃ D VT DIPRÇÃ D PLUT, MT PR D FUG; DIRÇÃ DA PRPAGAÇÃ D FC D QUIMADA; TRAPRT D MAA D AR; DIIPAÇÃ D CALR; RÃ ÓLICA; CATATRF: TUAM, RACA D MAR, QUDA D PT, CAA, TC; RITAÇÃ D QUBRA VT, DIFICAÇÕ, TC... RGIA ÓLICA

5 AUMT DA DMADA RGÉTICA MUDIAL PARA CRCIMT CÔMIC. MATRIZ RGÉTICA PRVIT D CMBUTÍVI FÓI F CARVÃ VGTAL. APL A MI AMBIT: UTILIZAÇÃ D FT RVÁVI VI M PLUT. ICTIV GVRAMTAI PARA UTILIZAÇÃ D RGIA RVÁVL. VL.

6 RGIA ÓLICA RGIA LIMPA RVÁVL; RCUR IGTÁVL; CAPACIDAD PARA ATDR ÁRA ILADA; PD R ICRPRAD A MATRIZ RGÉTICA PRICIPAL; TD LITRAL BRAILIR TM PTCIAL PARA A PRDUÇÃ D RGIA ÓLICA; VIÁVL CMICAMT.

7 Caracterização do vento Direção do vento A direção do vento é indicada pela direção de onde o vento é proveniente, ou seja a direção do vento é dada a partir de sua origem.

8 Velocidade do vento A velocidade do vento expressa a distância percorrida pelo vento em um determinado intervalo de tempo. ormalmente é expressa em metros por segundo (m/s) ou quilômetros por hora (km/h) A velocidade do vento aumenta exponencialmente com a altura. Isso se dá em função da redução do atrito conforme o fluxo de ar se distancia da superfície.

9 Medição do vento Velocidade: anemômetro Anemômetro de caneca Anemômetro de hélice Anemômetro ônico

10 Torre anemométrica

11 Registros de velocidade e direção. Período de estudo: Desde junho/07. 5 níveis n de monitoramento (50, 30, 15, e 3m). Velocidade média, m máxima m e mínimam. Direção. Hora: Intervalos de 15 minutos

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15 Freqüência dos ventos ƒ(x) = _n. 0 endo: n: número de ocorrências em uma determinadas direção; : número total de ocorrências.

16 Alguns Resultados Alguns Resultados Velocidade média mensal jun/07 jul/07 ago/07 set/07 out/07 nov/07 dez/07 jan/08 fev/08 mar/08 abr/08 mai/08 jun/08 jul/08 jun/07 jul/07 ago/07 (m.s 1 ) 50m 30m 15m m 3m Velocidade máxima mensal (m.s 1 ) set/07 out/07 nov/07 dez/07 jan/08 fev/08 mar/08 abr/08 mai/08 jun/08 jul/08 VLCIDAD MAL D VT: Velocidade mínima mensal 4,0 3,5 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 50m 30m 15m m 3m jun/07 jul/07 ago/07 set/07 out/07 nov/07 dez/07 jan/08 fev/08 mar/08 abr/08 mai/08 jun/08 jul/08 (m.s 1 ) 50m 30m 15m m 3m

17 Direção do período Frequência a 50m Frequência a 30m Frequência a 15m Frequência a m Frequência a 3m 30 30

18 Rosa dos ventos mensal a 50m Rosa dos ventos mensal a 50m Junho/07 Julho/07 Agosto/07 etembro/07 utubro/07 ovembro/07 Dezembro/07 Janeiro/08 Fevereiro/08 Março/08 Abril/08 Maio/08 Junho/08 Julho/08

19 Rosa dos ventos a 30 m Rosa dos ventos a 30 m Junho/07 Julho/07 Agosto/07 etembro/07 utubro/07 ovembro/07 Dezembro/07 Janeiro/08 Fevereiro/08 Março/08 Abril/08 Maio/08 Junho/08

20 Rosa dos ventos a 15 m Rosa dos ventos a 15 m Junho/07 Julho/07 Agosto/07 etembro/07 utubro/07 ovembro/07 Dezembro/07 Janeiro/08 Fevereiro/08 Março/08 Abril/08 Maio/08 Junho/08 Julho/08

21 Rosa dos ventos a m Rosa dos ventos a m Junho/07 Julho/07 Agosto/07 etembro/07 utubro/07 ovembro/07 Dezembro/07 Janeiro/08 Fevereiro/08 Março/08 Abril/08 Maio/08 Junho/08 Julho/08

22 Rosa dos ventos a m Rosa dos ventos a m Junho/07 Julho/07 Agosto/07 etembro/07 utubro/07 ovembro/07 Dezembro/07 Janeiro/08 Fevereiro/08 Março/08 Abril/08 Maio/08 Junho/08 Julho/08

23 DIRÇÃ VLCIDAD MÉDIA M PRÍD D TUD 30 m 15 m 50 m m m 2 1

24 DIRÇÃ VLCIDAD MÁXIMA M PRÍD D TUD 30 m 15 m 50 m m 3 m

25 DIRÇÃ VLCIDAD MÍIMA M PRÍD D TUD 50 m m m 2 1 m 1,5 1,0 0,5 0,0 3 m 0,4 0,2 0,0

26 DITRIBUIÇÃ DA VLCIDAD PRÍD D TUD Distribuição das velocidades médias 0 0 Distribuição das velocidades máximas (%) 80 (%) V>15 V><15 V>5< V<5 V>15 V><15 V>5< V<5 Distribuição das velocidades mínimas (%) V>15 V><15 V>5< V<5

27 DIRÇÃ D PIC MÁXIM M PRÍD D TUD 50 Direção dos ventos com velocidade maior que 15 m.s 1 a 50 m 50 Direção dos ventos com velocidade maior que 15 m.s 1 a 30 m (%) 30 0 Direção (%) 30 Direção (%) Direção dos ventos com velocidade maior que 15 m.s 1 a 15 m Direção (%) Direção dos ventos com velocidade maior que 15 m.s 1 a m Direção

28 (%) Direção dos ventos com velocidade entre e 15 m.s 1 a 50 m Direção (%) Direção dos ventos com velocidade entre e 15 m.s 1 a 30 m Direção 50 Direção dos ventos com velocidade entre e 15 m.s 1 a 15 m Direção dos ventos com velocidade entre e 15 m.s 1 a m 50 (%) 30 (%) 30 Direção Direção (%) Direção dos ventos com velocidade entre e 15 m.s 1 a 3 m Direção

29 DITRIBUIÇÃ MAL D PIC MÁXIM Frequência dos ventos maior que 15 m.s 1 a 50 m Frequência mensal dos ventos maior que 15 m.s 1 a 30 m frequência (%) frequência (%) jun/07 jul/07 ago/07 set/07 out/07 nov/07 dez/07 jan/08 fev/08 mar/08 abr/08 mai/08 jun/07 jul/07 ago/07 set/07 out/07 nov/07 dez/07 jan/08 fev/08 mar/08 abr/08 mai/ Frequência mensal dos ventos maior que 15 m.s 1 a 15 m 0 80 Frequência mensal dos ventos maior que 15 m.s 1 a m frequência (%) frequência (%) 0 jun/07 jul/07 ago/07 set/07 out/07 nov/07 dez/07 jan/08 fev/08 mar/08 abr/08 mai/08 jun/07 jul/07 ago/07 set/07 out/07 nov/07 dez/07 jan/08 fev/08 mar/08 abr/08 mai/08

30 Frequência mensal dos ventos entre e 15 m.s 1 a 30 m Frequência mensal dos ventos entre e 15 m.s 1 50 m jun/07 jul/07 ago/07 set/07 out/07 nov/07 dez/07 jan/08 fev/08 mar/08 abr/08 mai/08 frequência (%) 5 frequência (%) jun/07 jul/07 ago/07 set/07 out/07 nov/07 dez/07 jan/08 fev/08 mar/08 abr/08 mai/ Frequência mensal dos ventos entre e 15 m.s 1 a 15 m Frequência mensal dos ventos entre e 15 m.s 1 a m jun/07 jul/07 ago/07 set/07 out/07 nov/07 dez/07 jan/08 fev/08 mar/08 abr/08 mai/ frequência (%) frequência (%) jun/07 jul/07 ago/07 set/07 out/07 nov/07 dez/07 jan/08 fev/08 mar/08 abr/08 mai/ Frequência mensal dos ventos entre e 15 m.s 1 a 3 m frequência (%) jun/07 jul/07 ago/07 set/07 out/07 nov/07 dez/07 jan/08 fev/08 mar/08 abr/08 mai/08

31 FRQÜÊCIA HRÁRIA RIA D PIC MÁXIM 0 80 Frequência de picos máximos horários (V>15m/s) Frequência de picos máximos horários (V><15m/s) 02h 24h 46h 68h 8h 12h 1214h 1416h 1618h 18h 22h 2224h 02h 24h 46h 68h 8h 12h 1214h 1416h 1618h 18h 22h 2224h Hora 50m 30m 15m m Hora 50m 30m 15m m 3m (%) (%)

32 CARACTRIZAÇÃ D PRÍD D CALMARIA Frequência mensal de calmaria a 50m Frequência mensal de calmaria a 30m 15 5 Frequência (%) jun/07 jul/07 ago/07 set/07 out/07 nov/07 dez/07 jan/08 fev/08 mar/08 abr/08 mai/08 Meses 15 5 Frequência (%) jun/07 jul/07 ago/07 set/07 out/07 nov/07 dez/07 jan/08 fev/08 mar/08 abr/08 mai/08 Meses Frequência mensal de calmaria a 15m Frequência mensal de calmaria a m 15 5 Frequência (%) jun/07 jul/07 ago/07 set/07 out/07 nov/07 dez/07 jan/08 fev/08 mar/08 abr/08 mai/08 Meses 15 5 Frequência (%) jun/07 jul/07 ago/07 set/07 out/07 nov/07 dez/07 jan/08 fev/08 mar/08 abr/08 mai/08 Meses Frequência mensal de calmaria a 3m 15 5 Frequência (%) jun/07 jul/07 ago/07 set/07 out/07 nov/07 dez/07 jan/08 fev/08 mar/08 abr/08 mai/08 Meses

33 FRQÜÊCIA HRÁRIA RIA D PRÍD D CALMARIA Frequência horária dos períodos de calmaria Frequência (%) h 24h 46h 68h 8h 12h 1214h 1416h 1618h 18h 22h 2224h 50m 30m Hora15m m 3m

34 Algumas Conclusões A velocidade do vento varia de acordo com a altura de monitoramento. Quanto maior a altura maior a velocidade. A velocidade máxima m em nenhum momento foi inferior a 5 m.s 1. A direção predominante do vento é leste a 50 e a 3 m de altura, a 30, 15 e m a direção nordeste é a predominante. s ventos com maior velocidade são os que apresentam maior freqüência. s meses de setembro a novembro são os que possuem maior velocidade do vento.

35 Torre Anemométrica Macaé Altura: : 25 m iveis de monitoramento: Velocidade e Direção do Vento: 3, 6, 12, 15 e 25 m; Temperatura e Umidade Relativa do Ar: 3, 6, 12 e 25 m Frequência de informações ões: Valores médios, máximos e mínimos a cada 15 min Registros em arquivos. DAT Visualização em tempo real! (a cada )

36 Dados Tecnicos: Anemômetro sônico 2D: (Mod WAL2D Gill Instruments LTDA) Anemômetros de hélice: (RM YUG MARIIZAD MD 056) ondas de Tar e Ur(%): (HMP45C VAIALLA)

37 Dados Técnicos: Transmissão Ponto a Ponto

38 Transmissão Ponto a Ponto

39 DAD M TMP RAL

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43 a distribuição densidade de probabilidade de Weibull os dois parâmetros ( k e c ) para a velocidade do vento (V) é fornecida pela equação: f ( V) = k c v c k 1 e v c k A função densidade de probabilidade acumulada de Weibull é obtida por: f ( V) = 1 exp cv k Para o calculo da densidade de potência do fluxo de ar através de uma unidade de área normal ao fluxo é obtida por: P 1 V 2 ( V ) = ρ 3

44 Densidade de potência anual em kwh gerada por m 2 em cinco níveis de altura em Campos dos Goytacazes, RJ Potência (kwh.m 2.ano 1 ) m m 15 m 30 m 50 m Velocidade (m.s 1 )

45 Variação sazonal da potência disponível do vento em 5 níveis de altura em Campos dos Goytacazes, RJ m 30 m 15 m m 3 m janeiro fevereiro março abril maio junho julho agosto setembro outubro novembro dezembro Potência kw.m 2

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