Análise da distribuição da velocidade dos ventos em Piracicaba/SP

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Fábio Capistrano Correia
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1 Análise da distribuição da velocidade dos ventos em Piracicaba/SP Lêda Valéria Ramos Santana Prof. Dra. Cláudia Helena Dezotti Prof. Dra. Tatijana Stosic Evelyn Souza Chagas Hérica Santos da Silva Introdução O estudo de clima revela que os ventos gerados pelas diferentes temperaturas e pressões em dois locais distintos variam tanto em velocidade quanto direção []. A análise do comportamento das séries de velocidade do vento pode ser feita através da estatística descritiva assim como das funções de distribuições [5]. De acordo com o Atlas do Potencial Eólico Brasileiro, para que a energia eólica seja considerada tecnicamente aproveitável, é necessário que sua densidade seja maior ou igual a 5 W/m 2, a uma altura de 5 m, o que requer uma velocidade mínima do vento de 7 a 8 m/s. A densidade do vento é diretamente proporcional a velocidade cúbica média do vento e obtida pela equação [,7]: = () massa específica do ar. velocidade média. Através de observações do fenômeno físico é possível definir o comportamento da série e, além disso, o conjunto de dados pode ser ajustado por uma ou mais distribuições, sendo possível ocorrer que nenhum dos modelos avaliados seja apropriado [4]. Este trabalho tem como objetivo analisar o comportamento da velocidade média diária do vento em Piracicaba/SP com intuito de verificar se a região é favorável para implantação de usinas eólicas. PPGBIOM/UFRPE. valeria_arauahotmail.com.

2 2 Material e métodos As séries analisadas da velocidade média diária do vento de Piracicaba foram obtidas na base de dados do posto agrometeorológico LEB - ESALQ - USP PIRACICABA, (977-22). As coordenadas do posto são: latitude: 22 o 42' 3" sul, longitude: 47 o 38' 3" oeste, altitude: 54 m. Os dados foram submetidos a analise descritiva e em seguida aplicadas algumas funções de distribuições como a Weibull, Rayleigh, Lognormal para verificar a qual tinha um melhor ajuste para os dados observados. O software utilizado nas análises foi o Origin Distribuição ajustada A análise da velocidade da média do vento através das funções distribuições tem sido utilizada para realizar o ajuste a dados do vento, a exemplo da Weibull, Lognormal e Rayleigh, sendo os resultados utilizados na identificação do potencial eólico de uma região [3,5]. A função de densidade de probabilidade das distribuições aplicadas é dada por: Distribuição Parâmetros Log-normal 2 exp 2 µ - de localização de forma, > Weibull Rayleigh exp 2 exp s de escala k - de forma s - de escala 3 Resultados e discussões Dado que o funcionamento de uma turbina eólica só é possível a partir de uma velocidade média de km/h [2,] na tabela observa-se que os meses de janeiro a agosto a média foi bem abaixo desse limite considerado, indicando um potencial eólico baixo para a região em estudo. 2

3 Tabela. Estatística descritiva da velocidade média do vento de Piracicaba/SP ESTATÍSTICA JAN FEV MAR ABR MAI JUN JUL AGO SET OUT NOV DEZ Média 7,9 7, 7,4 7,,74,7 7,72 7,72 9,43 9,54 9,53 8,58 Erro padrão,9,8,9,9,8,8,9,9,,,, Mediana 7,5 7, 7,,,4, 7,4 7,4 8,75 9, 9, 8,2 Modo 8,5 7,7 7, 5,3,2 7, 7, 7, 8,5 9,2, 7,7 Desvio padrão 3,2 2,9 2,87 2,83 2,58 2,9 3,4 3,4 3,3 3,5 3,44 3,2 Variância da amostra 9,73 7,22 8,23 7,98,7 7,23 9,23 9,23 3,7 2,8,8,2 Curtose 2,9,,79,27,53,7,4,4,5,88,7,8 Assimetria,3,82,,8,89,5,73,73,78,82,9,9 Intervalo 2,3 2,4 8,2 2,33 8,3 7,9 2,4 2,4 23,39 24,5 9,2 24,7 Mínimo,5,,4,,,9,,,4, 2,8 2, Máximo 27,8 2, 9, 2,33 9,3 8,8 22,4 22,4 24,79 25,5 22, 2,8 Soma Contagem 883,8, 7279,2 7, 828,, 75, 4 8, 7523,7, 729,4 7 8, 82,8, 82,8, 8,4 45,7 292,2 8 8,, 8, 9574,5 5, Os valores contidos da tabela 2 referem-se aos parâmetros da distribuição lognormal a qual foi à distribuição que apresentou melhor ajuste da velocidade média do vento. Nota-se que os valores médios no primeiro semestre variam mais que no segundo semestre, o que gera diferença no comportamento dos ventos. Tabela 2. Parâmetros da distribuição Lognormal. Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez µ Na figura temos a representação gráfica do ajuste da velocidade média do vento para a distribuição que melhor se ajustou ao conjunto de dados. 3

Fig. Ajuste da distribuição Log-normal de janeiro de 977 a dezembro de 22. 4 Conclusões O comportamento dos ventos foi analisado através da estatística descritiva e das funções de probabilidades.

4 Fig. Ajuste da distribuição Log-normal de janeiro de 977 a dezembro de Conclusões O comportamento dos ventos foi analisado através da estatística descritiva e das funções de probabilidades. Tais comportamentos induzem a estimativa de produção de energia eólica, resultando em informações que são essenciais para implantações de parques eólicos em uma determinada região. No entanto, descobriu-se que o clima de Piracicaba possui vento com características que limitam a introdução de usinas eólicas, uma vez que a velocidade média 4

5 observada está abaixo do exigido para funcionamento de uma turbina na maioria dos meses. A distribuição Lognormal teve um ajuste adequado, e o comportamento dos seus parâmetros revelam que há uma diferença entre o primeiro e segundo semestre quanto à média da velocidade do vento. Contudo, faz-se necessário uma caracterização detalhada do local uma vez que o vento sofre influencia de vários fatores como rugosidade, relevo, etc. 5 Referências [] ANEEL. Atlas de energia elétrica do brasil. ed. Brasília: ANEEL, p. Atlas do Potencial Eólico Brasileiro. Brasília, 2. [2] Escala Beaufort de Ventos. CPTEC. Disponível em: Acesso em: 8/4/23. [3] J.A. Carta; P. Ramírez; S. Velásquez. A review of wind speed probability used in wind energy analysis Caes studies i the Canary Islands. Renewable and Sustainable Energy Reviews, v. 3, p , May. 28. [4] LEITE, M. de L.; FILHO, J. S. das V; Ajuste de modelos de distribuição de probabilidade a séries horárias de velocidade do vento para o município de Ponta Grossa, Estado do Paraná.Acta Scientiarum Technology, v.33, n. 4, p , Oct-Dec. 2. [5] KISS, P.; JÁNOSI, I. M. Comprehensive empirical analysis of ERA-4 surface wind speed distribution over Europe. Energy Conversion and Management, v. 49, i. 8, p , Aug. 28. [] RAMOS, G. F; SEIDLER, N. Estudo da energia eólica para proveitamento em pequenos empreendimentos. Revista Eletrônica de Extensão da URI, v7, n.3, p.827, Out. 2. [7] SILVA, G. R. Características de vento da região nordeste. Análise, Modelagem e Aplicações para Projetos de Centrais Eólicas. 23. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica). Universidade Federal de Pernambuco. Recife. 5

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