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

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1 UNIVERSIAE ESTAUAL PAULISTA JÚLIO E MESQUITA FILO FACULAE E CIÊNCIAS ARONÔMICAS CÂMPUS E BOTUCATU POTENCIAL SOLAR AS RAIAÇÕES LOBAL, IFUSA E IRETA EM BOTUCATU TAIS INÁCIO issertação apresentaa à Faculae e Ciências Agronômicas a UNESP Campus e Botucatu, para obtenção o título e Mestre em Agronomia (Energia na Agricultura). BOTUCATU SP ezembro

2 UNIVERSIAE ESTAUAL PAULISTA JÚLIO E MESQUITA FILO FACULAE E CIÊNCIAS ARONÔMICAS CÂMPUS E BOTUCATU POTENCIAL SOLAR AS RAIAÇÕES LOBAL, IFUSA E IRETA EM BOTUCATU TAIS INÁCIO Orientaor: Prof. r. João Francisco Escobeo Co- Orientaor: Prof. r. Euaro Narini omes issertação apresentaa à Faculae e Ciências Agronômicas a UNESP Campus e Botucatu, para obtenção o título e Mestre em Agronomia (Energia na Agricultura). BOTUCATU SP ezembro 2009

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4 FICA CATALORÁFICA ELABORAA PELA SEÇÃO TÉCNICA E AQUISIÇÃO E TRATAMENTO A INFORMAÇÃO SERVIÇO TÉCNICO E BIBLIOTECA E OCUMENTAÇÃO - UNESP - FCA - LAEAO - BOTUCATU (SP) I35p Inácio, Thais, Potencial solar as raiações global, ifusa e ireta em Botucatu / Thais Inácio. Botucatu : [s.n.], viii, 72 f. : il. color., gráfs., tabs. issertação (Mestrao) - Universiae Estaual Paulista, Faculae e Ciências Agronômicas, Botucatu, 2009 Orientaor: João Francisco Escobeo Co-orientaor: Euaro Narini omes Inclui bibliografia. 1. Raiação global. 2. Raiação ifusa. 3. Raiação ireta. 4. Séries e raiação solar. I. Escobeo, João Francisco. II. omes, Euaro Narini. III. Universiae Estaual Paulista Júlio e Mesquita Filho (Campus e Botucatu). Faculae e Ciências Agronômicas. IV. Título.

5 I ARAECIMENTOS Primeiramente à eus, por estar sempre presente na minha via, iluminano o meu caminho e me ano forças pra seguir sempre em frente e por tornar tuo possível Aos meus pais Julio e Neusa, aos meus irmãos Junior e Igor e a toa minha família que, com muito carinho e apoio, me incentivaram e não meiram esforços para que eu chegasse até esta etapa e minha via. Ao meu orientaor Profº. r. João Francisco Escobeo e ao meu co- orientaor Profº. r. Euaro Narini omes, pela oportuniae oferecia, pelo apoio e inspiração no amaurecimento os meus conhecimentos e conceitos que me levaram à execução e conclusão esta issertação. Aos colegas e laboratório Junior, Thiago, Enzo, Ailson e Erico pela espontaneiae e alegria na troca e iéias, conversas e boas risaas e pela amizae que se construiu ao longo esta jornaa. Aos colegas Ricaro Bonometo e ustavo Lessa, pela troca e informações, realização e trabalhos, conversas, numa rara emonstração e amizae e soliarieae. Ao meu namorao Ricaro que esteve ao meu lao, me apoiano e não me eixano esanimar. Aos professores e funcionários o epartamento e Recursos Naturais, em especial à secretária Silvia, pelas conversas escontraías nos intervalos e trabalho e pelo apoio e serviços prestaos ao longo o curso. A toos os professores o curso e pós-grauação em Energia na Agricultura. A toos os funcionários a FCA/Unesp e Botucatu SP, pela compreensão e pelos serviços prestaos. Em especial às funcionárias a pós-grauação, pela paciência, pelos serviços e por toas as informações oferecias no ecorrer o curso. A Capes (Coorenação e Aperfeiçoamento e Pessoal e Nível Superior) por ter me proporcionao a oportuniae e realizar esta pesquisa, através o apoio financeiro. Para não correr o risco a injustiça, agraeço a toos que e alguma forma passaram pela minha via e contribuíram para a construção e quem sou hoje. E a toos aqueles que ireta ou iniretamente contribuíram para a realização esta issertação, os meus sinceros agraecimentos.

6 II SUMÁRIO Página RESUMO 1 SUMMARY 3 1 INTROUÇÃO 5 2 REVISÃO E LITERATURA Raiação Solar Raiação no Topo a Atmosfera Componentes a Raiação Solar ao interagir na atmosfera 10 3 MATERIAL E MÉTOOS escrição o Clima Características o Local Instrumentação Métoo o Anel e Sombreamento Controle e Qualiae os aos escrição a Base e aos Base e aos iária e Méia Mensal Cálculo as Méias Mensais iárias Cálculo as Frações 26 4 RESULTAOS E ISCUSSÕES Raiações lobal, ifusa e ireta Méia Anual iária Raiação lobal Raiação ifusa Raiação ireta Séries Temporais as Raiações lobal, ifusa e ireta as Méias Mensais 33 iárias Raiação lobal Raiação ifusa Raiação ireta 54

7 III 4.3 Séries Anuais as Raiações lobal, ifusa e ireta Acumulaas Mensais 61 5 CONCLUSÕES 66 6 REFERÊNCIAS BIBLIORÁFICAS 70

8 IV LISTA E TABELAS Tabela 1 Valores méios mensais (MJ/m²), mínimos, máximos e méias anuais e Raiação Solar lobal para ciaes o Amapá/Brasil. 2 Características operacionais os etectores a raiação global e ifusa. 3 Variáveis meteorológicas e sensores e meias. Página 4 Energia Méia Mensal iária (MJ/m²) e esvio Relativo a Raiação lobal (%) 28 5 Energia Méia Mensal iária (MJ/m²) e esvio Relativo a Raiação ifusa (%) 30 6 Energia Méia Mensal iária (MJ/m²) e esvio Relativo a Raiação ireta (%) 31 7 Valores méios mensais (MJ/m²) e esvio Percentual (%) a Raiação lobal, no períoo 1996 a Valores méios mensais (MJ/m²) e esvio Percentual (%) a Raiação ifusa 49, no períoo e 1996 a Valores méios mensais (MJ/m²) e esvio Percentual (%) a Raiação ireta, no períoo e 1996 à

9 V LISTA E FIURAS Figura Página 1 Intensiae e energia no topo a atmosfera em locais e iferentes latitues. 9 2 a) Evolução anual a temperatura e umiae méias mensais e 35 anos. b)evolução anual a precipitação e número e horas e brilho solar acumulaos méios anuais (35 anos). 3 Evolução a nebulosiae méia mensal a série e 10 anos no períoo e 1996 à Aparelhos utilizaos para o monitoramento a raiação solar no Laboratório e Raiometria Solar a UNESP/Botucatu/SP. a) Piranômetro com anel e sombreamento ME que mee a irraiância ifusa. b) Piranômetro que mee irraiação global. 5 Evolução a energia méia anual iária a raiação global (MJ/m²) e b) esvio relativo a raiação global (%). 6 a) Evolução a energia méia anual iária a raiação ifusa (MJ/m²) e b) esvio relativo a raiação ifusa (%). 7 a) Evolução a energia méia anual iária a raiação ireta (MJ/m²) e b) esvio relativo a raiação ireta (%). 8 a) Raiação lobal e 1996 à 2005 b) Raiação lobal c) Raiação no Topo a Atmosfera e Raiação lobal ) Ínice Raiométrico 9 Evolução as méias mensais iárias e raiação global em Abu habi e outras 39 quatorze ciaes a Arábia Sauita e Botucatu (Brasil). 10 Evolução as méias mensais iárias e raiação global para as ciaes e 40 ama, amascus, eir Al-Zor e Lattakia (Síria), e Botucatu (Brasil) 11 Evolução as méias mensais iárias e raiação solar global para Ankara, 41 Istanbul e Izmir, Turquia) e Botucatu (Brasil). 12 Evolução as méias mensais iárias e raiação global em Aana (Turquia) e 42 Botucatu (Brasil) 13 Evolução as méias mensais iárias e raiação solar global para 20 ciaes o 44 t

10 VI Zimbabwe (África) e Botucatu (Brasil). 14 Evolução as méias mensais iárias e raiação solar global para 7 ciaes no Sueste a Anatólia (Turquia) e para Botucatu (Brasil). 15 Evolução as méias mensais iárias e raiação solar global para 12 ciaes na Anatólia Central (Turquia) e Botucatu (Brasil). 16 Evolução as méias mensais iárias e raiação solar global em Maceió e Botucatu (Brasil). 17 a) Raiação ifusa e 1996 à 2005 b) Raiação ifusa c) Raiação no Topo a Atmosfera, Raiação ifusa e Raiação lobal ) Ínice Raiométrico e. 18 Evolução as méias mensais iárias e raiação ifusa para as ciaes e ama, amascus, eir Al-Zor e Lattakia (Síria), e Botucatu (Brasil). 19 a) Raiação ireta e 1996 à 2005 b) Raiação ireta c) Raiação no Topo a Atmosfera, Raiação ireta e Raiação lobal ) Ínice Raiométrico e. 20 Evolução as méias mensais iárias e raiação ireta para as ciaes e ama, amascus, eir Al-Zor e Lattakia (Síria), e Botucatu (Brasil). 21 Séries Anuais as Raiações lobal, ifusa e ireta Acumulaos Mensais em MJ/m² e kwh

11 VII LISTA E SÍMBOLOS I Constante Solar (1367 W/m²) sc Eo δ φ ω θ z n N FC F p (n/ N) I O I I Fator e correção a excentriciae a órbita a terra (u.a.) eclinação solar (graus) Latitue Local (graus) Ângulo orário Ângulo Zenital Número e horas e Brilho Solar (horas) Fotoperíoo (horas) Fator e correção isotrópico Fração e pera a raiação evio ao anel e sombreamento Razão e Insolação Irraiância no topo a atmosfera (W/m²) Irraiância global (W/m²) Irraiância ifusa (W/m²) I Irraiância ireta (W/m²) Irraiação lobal na superfície horizontal méia mensal iária (MJ/m²/ia) Irraiação ifusa na superfície horizontal méia mensal iária (MJ/m²/ia) Irraiação ireta na superfície horizontal méia mensal iária (MJ/m²/ia) Irraiação no topo a atmosfera méia mensal iária (MJ/m²/ia) O Irraiação lobal méia mensal (MJ/m²/mês) Irraiação ifusa méia mensal (MJ/m²/mês) Irraiação ireta na superfície horizontal méia mensal (MJ/m²/mês) [ ] Irraiação lobal méia anual (MJ/m²/ano)

12 VIII [ ] Irraiação ifusa méia anual (MJ/m²/ano) [ ] Irraiação ireta na superfície horizontal méia anual (MJ/m²/ano) Irraiação lobal méia entre meses (MJ/m²/mês) t Irraiação ifusa méia entre meses (MJ/m²/mês) Irraiação ireta na superfície horizontal méia entre meses (MJ/m²/mês) Ínice e Clariae méio mensal iário Fração ifusa a raiação global méia mensal iária Fração ireta a raiação global méia mensal iária Fração ifusa a raiação no topo a atmosfera méia mensal iária Fração ireta a raiação no topo a atmosfera méia mensal iária 3 PM 10 Material Particulao ( μ gm )

13 1 RESUMO No presente trabalho é apresentao o estuo o potencial a energia solar isponível no município e Botucatu, através as análises as séries temporais méias anuais iárias, méias mensais iárias e séries anuais os acumulaos mensais as raiações global, ifusa e ireta na horizontal o períoo e 1996 à As irraiações, em MJ/m 2, foram calculaas a partir as integrações iárias as irraiâncias global I, irraiância ifusa, irraiância ireta na horizontal I e no topo a atmosfera I, eterminano-se as O I irraiações iárias:, e ; e méias mensais:, e. A partir as méias mensais, eterminou-se o ínice e clariae t (razão a irraiação global pela o topo a atmosfera), e as emais frações as raiações: (razão a irraiação ifusa pela global), (razão a irraiação ifusa pela o topo a atmosfera), (razão a irraiação ireta pela global), (razão a irraiação ireta pela o topo a atmosfera). Realizou-se uma análise estatística os aos e raiação solar, e forma a se obter os valores méios, esvios, máximos, mínimos, variação e acumulaos, mensais e anuais. E apresentaram-se e forma gráfica os resultaos estatísticos obtios para compará-los com os valores méios mensais iários a precipitação, nebulosiae e insolação, para que se possam explicar os fenômenos que causam as variações nos valores a série temporal e raiação solar na superfície terrestre e Botucatu. Os valores méios mensais iários a raiação global variaram e 21,0 MJ/m² em novembro até 12,6 MJ/m² em junho. A fração meia anual foi e 53,0%. Os valores t

14 2 méios mensais iários a raiação ifusa variaram e 10,0 MJ/m² em ezembro até 3,7 MJ/m² em junho. A fração méia anual foi e 37% e a fração méia anual foi e 19,7%. Os valores méios mensais iários a raiação ireta variaram e 11,8 MJ/m² em novembro até 8,9 MJ/m² em janeiro e junho. A fração méia anual foi e 62% e a fração méia anual foi e 3,37%. Nas séries anuais acumulaas mensais, a energia méia acumulaa anual a raiação global foi e 6440,054 MJ/m². A energia méia ifusa acumulaa anual foi e 2472,658 MJ/m² e a energia méia acumulaa anual a raiação ireta foi e 3938,955 MJ/m².

15 3 POTENTIAL OF SOLAR RAIATION LOBAL, IFFUSE AN IRECT IN BOTUCATU. Botucatu, p. issertação (Mestrao em Agronomia/Energia na Agricultura) Faculae e Ciências Agronômicas, Universiae Estaual Paulista. Author: TAIS INÁCIO Aviser: JOÃO FRANCISCO ESCOBEO Co-Aviser : EUARO NARINI OMES SUMMARY The present work presents the potential of solar energy available in the city of Botucatu, by analyzing time series of annual average aily, monthly averages of aily an cumulative monthly series of annual global raiation, iffuse an horizontal irect in the perio of 1996 to The irraiation in MJ/m2 were calculate from aily integrations of the global irraiance I, iffuse irraiance I, horizontal irect irraiance I an at the top of the atmosphere, by proviing aily the aily irraiation:, an ; an I O monthly averages:, an. From the monthly averages, it was etermine the clearness inex t (global/top of the atmosphere irraiation), an other fractions of raiation: (iffuse/global irraiation), (irect/global irraiation), (iffuse/top of the atmosphere irraiation), (irect/top of the atmosphere irraiation). Was hel a statistical analysis of ata on solar raiation in orer to obtain the average values, eviation, minimum, maximum, variation an cumulative, monthly an yearly. An it showe in graphic statistical results obtaine to compare them with the monthly average aily values of precipitation, clouiness an sunshine, so that can explain the phenomena that cause variation in the values of time series of solar raiation on the Earth's surface of Botucatu. The values aily monthly average global raiation varie from 21.0 MJ/m² in november to 12,6 MJ/m² in june. The average annual t fraction was 53,0%. The values aily monthly average iffuse

16 4 raiation varie from 10,0 MJ/m² in ecember to 3,7 MJ/m² in june. The average annual fraction was 37% an the average annual fraction was 19,7%. The values aily average monthly irect raiation varie from 11,8 MJ/m² in november to 8,9 MJ/m² in january an june. The average annual fraction was 62% an the average annual fraction was 3,37%. In the monthly accumulate annual series, the energy annual accumulate average of global raiation was 6440,054 MJ/m². The energy annual accumulate iffuse average was 2472,658 MJ / m² an the energy annual accumulate average raiation irect was 3938,955 MJ / m². eywors: lobal, irect an iffuse solar raiation, series of solar raiation

17 5 1 INTROUÇÃO A raiação solar é a energia raiante emitia pelo Sol sob a forma e raiação eletromagnética, seno a maior fonte e energia para a Terra, bem como o principal elemento meteorológico, pois é ela que esencaeia too o processo meteorológico afetano toos os outros elementos: temperatura, pressão, vento, chuva, umiae, etc. (PEREIRA et al., 2002). Após inciir no topo a atmosfera, a raiação solar interage com os elementos atmosféricos (gases, nuvens, partículas em suspensão, etc.), até atingir a superfície terrestre, por meio e processos e absorção e espalhamento. A raiação solar que atinge a superfície terrestre encontra-se iviia em uas componentes: ifusa e ireta. A raiação ifusa é ecorrente os processos e espalhamento a raiação solar na atmosfera e, portanto, é oriuna e toas as ireções o céu. A raiação ireta é a componente que atinge a superfície e não sofre interações com a atmosfera. A soma as uas componentes resulta na raiação global. O conhecimento a variabiliae a raiação solar global, ifusa e ireta e um eterminao local é base para muitos estuos climáticos, seno importante para o bom aproveitamento a energia solar, apresentano aplicações na meteorologia, climatologia, agricultura, biologia, engenharia, arquitetura (aquecimento e iluminação natural e ambientes), planejamento urbano, projetos ambientais e setor e energia, entre outros.

18 6 Os Estaos Unios, Japão e iversos países a Europa encontram-se em pleno esenvolvimento tecnológico na área e raiação solar e suas aplicações, principalmente após a crise o petróleo e com o aquecimento global e outros problemas ambientais, que atualmente tornaram-se muito relevantes. O Brasil, por sua vez, também vem ganhano importância no mercao as fontes limpas e alternativas e energia. Entretanto, iversos são os problemas enfrentaos na ree solarimétrica brasileira para a eterminação o potencial e energia solar na superfície terrestre: poucas são as localiaes que meem a raiação solar; o alto custo instrumental e a necessiae e pessoal especializao ificultam a implantação e operação e uma ree e estações e raiometria solar; existe grane ificulae e se encontrar séries e raiação solar normais e 30 anos, encontrano-se apenas bases e aos inferiores à 10 anos. e forma a se solucionar a problemática acima apontaa, os objetivos este trabalho são: 1) Realizar um estuo o potencial a energia solar para o município e Botucatu, por meio a análise a série temporal e 10 anos e meia as raiações global, ifusa e ireta iárias e ínices raiométricos t,,, e ; 2) Realizar uma análise estatística os aos e raiação solar, e maneira a se obter os valores méios, esvios, máximos, mínimos, variação e acumulaos, mensais e anuais; 3) Apresentar e forma gráfica os resultaos estatísticos obtios e compará-los com os valores méios mensais iários a precipitação, nebulosiae e insolação, para que se possam explicar os fenômenos que causam as variações nos valores a série temporal e raiação solar na superfície terrestre e Botucatu. A Estação e Raiometria Solar a UNESP e Botucatu/SP monitora a raiação solar global, a raiação ifusa e a raiação ireta na horizontal ese 1996, apresentano uma base e aos suficientemente longa para geração e séries temporais mais curtas (10 anos). Estas informações são e grane importância para viabilizar a instalação e sistemas térmicos e fotovoltáicos para aquecimento e fluíos e ambientes, para geração e potência mecânica ou elétrica, para uma eterminaa região com características climáticas semelhantes à Botucatu, garantino o máximo aproveitamento ao longo o ano, one as variações a intensiae a raiação solar sofrem significativas alterações.

19 7 2 REVISÃO E LITERATURA 2.1 Raiação Solar A raiação solar é um importante elemento o clima, pois como a principal fonte e energia primária a terra, é responsável pela istribuição a fauna e a flora no planeta, influenciano iretamente as ativiaes fisiológicas os seres vivos e os fenômenos climáticos. (ASSIS et al. 2004). Seguno Pereira et. al. (2002) a raiação solar é a fonte primária e toos os fenômenos atmosféricos e e processos físicos, químicos e biológicos observaos em ecossistemas agrícolas, poeno ser aproveitaa sob várias formas, tais como a captura pela biomassa, o aquecimento e ar e água para fins omésticos e inustriais, fotoeletriciae para pequenos potenciais e fontes para ciclos termoinâmicos variaos. Além a sua importância na caracterização climática as regiões, o conhecimento a inciência e raiação solar em escala local é funamental para estuos agroclimatológicos. A sua isponibiliae e a sua previsão são essenciais no esenvolvimento e projetos e aproveitamento e energia solar para iversas finaliaes (FILO et. al. 2007). O Brasil, por se tratar e um país tropical, com granes porções e suas terras localizaas próximas à linha o Equaor, recebe com maior intensiae os raios solares, e consequentemente, os valores méios e raiação solar ao longo o ano são mais elevaos, principalmente quano o sol eclina mais próximo à latitue local, se comparaos com outros países o muno. Fatores estes, muito relevantes para o aproveitamento e conversão e energia solar em energia elétrica, visto que a emana por energia no muno é crescente, principalmente as fontes limpas e renováveis, como é o caso a energia solar.

20 8 Seguno (Camargo et. al. 2000) as fontes não renováveis como o petróleo e o carvão esgotam-se e sua queima acelera os efeitos anosos o aquecimento global. Com isso, novas formas e gerar energia elétrica sem esses inconvenientes estão seno paulatinamente introuzias. Entre elas estaca-se a fotoeletriciae. A energia solar fotovoltáica transforma a raiação solar em eletriciae. Logo, países tropicais como o Brasil com regiões e ótima insolação são caniatos potenciais à utilização esse tipo e energia. Seno uma energia renovável e não poluente quano e sua utilização, ela escapa as restrições ambientais que começam a ser impostas às fontes não renováveis como o petróleo, carvão e nuclear. e acoro com estuos e Pereira et. al. (2002) o potencial e energia solar isponível compreene o máximo possível e raiação solar inciente sobre a superfície o solo, para um eterminao ia e local, estano a atmosfera presente e completamente isenta e nuvens urante too o ia. Seu conhecimento é importante na estimativa a emana máxima e evaporação, evapotranspiração, e em artifícios e engenharia solar, como aqueceores, secaores, fogões solares, refrigeraores, etc. O conhecimento a trajetória a raiação solar até atingir a superfície terrestre é importante para iferenciarmos a intensiae, a quantiae e a qualiae a raiação inciente sobre eterminaa localiae e época o ano, que se iferenciam no topo a atmosfera (item 2.2) e na superfície a Terra, seno que neste seguno caso, a raiação solar se ivie em uas componentes e acoro com as alterações sofrias ao interagir com a atmosfera terrestre: a componente ireta e a componente ifusa, que serão mais etalhaas no item Raiação no Topo a Atmosfera A raiação solar inciente no topo a atmosfera terrestre varia basicamente com a latitue, a eclinação solar, ângulo horário e a excentriciae a órbita terrestre, fatores que, por sua vez, epenem os movimentos e rotação, que fazem com que um local receba os raios solares com inclinação iferente ao longo o ia, e os movimentos e translação ao reor o Sol, one a Terra está sempre recebeno raiação.

21 9 A raiação solar que chega no topo a atmosfera é igual para os locais com latitues semelhantes. Observa-se que a raiação no topo varia conforme a latitue, como mostra a Figura 1. Nas latitues menores ocorrem menores oscilações energéticas, e para as latitues maiores, há maiores amplitues e energia. A raiação que chega no topo a atmosfera na latitue 0 varia e 35,69 MJ/m² à 38,90 MJ/m², e a raiação na latitue e 40 varia e 13,54 MJ/m² à 44,80 MJ/m². Raiação no Topo a Atmosfera (MJ/m²/ia) Lat. 0 S Lat. 10 S Lat. 20 S Lat. 30 S Lat. 40 S Tempo (ias) Figura 1 - Intensiae e energia no topo a atmosfera em locais e iferentes latitues. A irraiância no topo a atmosfera conforme Iqbal (1983) através a equação: I O foi calculaa instantaneamente I O = I sc Eo( senδ senφ + cosδ cosφ cosω) (1) One, I O = irraiância no topo a atmosfera (W/m²); I SC = a constante solar equivalente a 1367 W/m²; E 0 = é fator e correção a excentriciae a órbita a Terra (u.a);

22 10 φ = é a latitue local, em graus; δ = é a eclinação solar, em graus; ω = é o ângulo horário, em graus. efinio por I O O valor a irraiância solar terrestre que chega no topo a atmosfera é, e este varia com a latitue e com o ia o ano, fatores esses que afetam o ângulo e inciência os raios solares. Quanto maior a latitue, maior a amplitue e I O entre o verão e inverno. A constante solar I SC efine-se como a ensiae e fluxo e raiação solar inciente numa superfície perpenicular aos raios solares, sem os efeitos atenuantes a atmosfera, e a uma istância equivalente a uma uniae astronômica. O valor e varia ligeiramente em função a emitância o Sol, seno aotao um valor méio equivalente a 1367 W/m². (Iqbal, 1983). A latitue φ é a coorenaa geográfica ou geoésica efinia na esfera, no elipsóie e referência ou na superfície terrestre, que é o ângulo entre o plano o equaor e a normal à superfície e referência. A eclinação solar δ epene apenas a posição relativa entre a Terra e o Sol, e seu valor é ao por tabelas fornecias pelos observatórios astronômicos. O ângulo horário ω é formao pelo meriiano one se encontra o Sol e o meriiano local. A passagem o Sol pelo meriiano local ivie o ia em uas partes simétricas. O períoo e rotação a Terra é e 24 horas, ou seja, este é o tempo entre uas passagens consecutivas o Sol pelo meriiano local. Isso significa que são percorrios 360 em 24h, corresponeno a 15 /hora. I SC 2.3 Componentes a Raiação Solar ao interagir na atmosfera A raiação solar ao entrar na atmosfera, sofre algumas alterações causaas por moléculas e gases, vapor 'água, poeira, e outras partículas e aerossóis, resultano em moificações na quantiae, na qualiae e na ireção os raios solares que

23 11 atingem a superfície terrestre. O fruto a interação raiação-atmosfera ao interagir com seus componentes (naturais e artificiais) e inciir na superfície, é constituía a raiação solar ifusa e raiação solar ireta. A raiação solar ifusa é a raiação que chega à superfície terrestre, através o espalhamento a raiação por gases e partículas suspensas na atmosfera. Seguno Pereira et al. (2002) esse processo é mais facilmente percebio em ias e céu nublao e em ias com alto teor e poeira, quano a raiação solar tem mais ificulae e atingir iretamente a superfície. A raiação solar ifusa varia com o angulo zenital o sol e sua estimativa é bastante complexa. Apesar isso costuma-se consierar que, para ias e céu claro, esta contribua com cerca e 15% o total e raiação que chega à superfície e é meia por um piranômetro com anel e sombreamento. (PEREIRA et al. 2002) A raiação solar ireta consiste na parcela a energia raiante inciente no topo a atmosfera e que chega iretamente à superfície terrestre e que não sofre esvios em sua trajetória. É meia em muitas estações por meios iniretos ou pelo métoo a iferença, e por moelos e estimativa, evio ao alto custo os instrumentos. A soma a raiação solar ifusa e a raiação solar ireta resulta na raiação solar global, que poe ser efinia como o total e energia emitia pelo sol, que incie sobre a superfície terrestre. A raiação solar global é um elemento meteorológico e grane relevância, principalmente em ativiaes agropecuárias. Assim, é importante meir a isponibiliae e raiação solar global em um eterminao local e períoo o ano. Seu monitoramento é realizao através e um piranômetro. iferentemente o total e raiação que chega no topo a atmosfera, que é igual para os locais e mesma latitue, a raiação global na superfície terrestre poe variar em locais e latitues semelhantes. Essa situação ocorre evio ao efeito atenuaor a atmosfera ser característico em caa local, epeneno a concentração os constituintes atmosféricos variáveis em função o tipo e ativiae humana e caa lugar (inústria, silvicultura, meio urbano, meio rural, poluição, partículas e aerossóis, emissão e CO 2, nuvens, etc). e acoro com Marques et al. (2008), estuos realizaos em três ciaes o Estao o Amapá, Brasil, com latitues próximas, Macapá (lat. 0.04º S e long.

24 O), Pacuí (lat S e long O) e Oiapoque (lat S e long O), mostram que os valores méios mensais e raiação solar global variam ao longo o ano, exemplificano que a intensiae e energia que incie na superfície terrestre sofre granes variações temporais em função as conições atmosféricas e caa local. Esta área o país é caracterizaa por um clima equatorial superúmio, grane quantiae e calor e umiae, evio à proximiae com o Oceano Atlântico. As temperaturas variam entre 20 C a 36 C, e existem uas estações bem efinias: verão e inverno. Os ínices pluviométricos ocorrem anualmente em méia superiores a mm. Na tabela 1, são mostraos os valores méios mensais e raiação global para três ciaes o Amapá. Tabela 1 - Valores méios mensais (MJ/m²), mínimos, máximos e méias anuais e Raiação Solar lobal para ciaes o Amapá/Brasil. Ciaes Lat. Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov ez Mé Mín Máx Macapá 0,04 18,4 15,8 14,0 14,4 16,6 18,0 19,4 21,2 26,7 22,0 20,9 15,1 18,5 14,0 22,7 Pacuí 0,96 15,1 14,0 11,5 11,9 14,0 15,5 19,8 19,8 21,6 19,8 18,0 14,4 16,3 11,5 21,6 Oiapoque 3,81 10,8 11,9 8,3 7,9 7,6 7,6 8,6 12,2 18,4 16,9 15,8 12,2 11,5 7,6 18,4 Seguno Pereira et. al (2002) a proporção entre a raiação solar ireta e a raiação solar ifusa varia ao longo o ia (ângulo e inciência os raios solares), e também com as conições e nebulosiae. Quanto mais nublao, maior a proporção e raiação ifusa, menor a proporção e raiação ireta, e menor o valor e raiação global. Muitos autores na literatura estrangeira meiram e analisaram as componentes a raiação solar ao reor o muno, principalmente em países one há um éficit e isponibiliae e energia, e grane necessiae e estuos na área. Em algumas localiaes, como Arábia Sauita, Síria, Turquia, África, os autores estuaram iversas ciaes, comparano aos e raiação em iferentes pontos e um mesmo país. Islam et al. (2009) analisaram aos e raiação solar global méia mensal iária em Abu habi, UAE, (lat º N e long L) e outras quatorze ciaes a Arábia Sauita (Au habi, Amman, Bahrain, Tunis, Alger, Riah, Bagha, Sala(oman), oha, Casablanca, Sana, Mosul, amas, Jerusalém e uwait). Os valores méios e raiação global obtios variaram e 16,17 MJ/m² em Alger à 21,54 MJ/m² em Abu habi. Os valores

25 13 mínimos variam e 7,92 MJ/m² em Alger à 14,40 MJ/m² em Abu habi. E os máximos variam e 20,88 MJ/m² em Sana a 30,24 MJ/m² em Amman. Al-Mohama (2004) analisou aos méios mensais iários e raiação solar global, ireta e ifusa para quatro localiaes a Síria. As ciaes foram escolhias e acoro com as principais regiões o país: ama (lat N e long L), amascus (lat N e long L), eir Al-Zor (lat N e long L) e Lattakia (lat N e long L). Os valores méios e raiação global obtios variaram e 16,7 MJ/m² em Lattakia à 18,7 MJ/m² em amascus, os valores mínimos variaram e 7,9 MJ/m² em Lattakia à 9,1 MJ/m² em amascus, e os valores máximos variaram e 24,5 MJ/m² em Lattakia à 27,7 MJ/m² em ama. Para a raiação ifusa, os valores méios variaram e 4,8 MJ/m² em amascus à 6,1 MJ/m² em Lattakia, os valores mínimos variaram e 3,3 MJ/m² em eir Al-Zor à 3,7 MJ/m² em ama, e os máximos variaram e 6,8 MJ/m² em amascus à 8,9 MJ/m² em ama. E os valores méios obtios para a raiação ireta variaram e 10,8 MJ/m² em Lattakia à 14,3 MJ/m² em amascus, os valores mínimos variaram e 3,6 MJ/m² em Lattakia à 5,8 MJ/m² em amascus, e os valores máximos variaram e 17,3 MJ/m² em Lattakia à 20,6 MJ/m² em eir Al-Zor. Ulgen & epbasli (2009) analisaram aos méios mensais iários e raiação solar global em três ciaes a Turquia, Ankara (lat º N e long L), Istanbul (lat N e long L) e Izmir (lat N e long L). Para Ankara foi obtio valor méio e 15,55 MJ/m², valor mínimo e 5,1 MJ/m² e valor máximo e 25,6 MJ/m². Em Istanbul foram obtios valor méio e 14,08 MJ/m², mínimo e 4,3 MJ/m² e máximo e 23,9 MJ/m². E em Izmir o valor méio foi e 16,92 MJ/m², mínimo e 7,2 MJ/m² e máximo e 26,3 MJ/m² Oğulata & Oğulata (2002) estuaram aos méios mensais iários e raiação solar global em Aana, localizaa no sul a Turquia (lat N e long L). O valor méio obtio foi e 12,56 MJ/m², mínimo e 5,13 MJ/m² e máximo e 18,51 MJ/m². ove & öttsche (1999) analisaram aos e raiação solar global em vinte localiaes no Zimbabwe (lat S e long L), West Nicholson, Bulawayo, Mt. arwin, Beit Brige, Buffalo Rang, Maronera, Masvigo, Nyanga, ariba, arare, Victoria Fal, Binga, ran Reef, weru, aoma, aroi, Makoholi, Matopos, Tsholotsho e Mukani. Os valores méios variaram e 20,64 MJ/m² em arare à 23,40 MJ/m² em Victoria