determinação do ano médio de radiação solar e do ano ... · radiação solar global no...

DeterminaçãodoAnomédiodeRadiaçãoSolaredoAnoMeteorológicoTípicoparaaregiãodoFunchal

nailhadaMadeira

EdgarF.M.Abreu(1);P.Canhoto(2,3);VictorM.M.Prior(4);R.Melício(2,5)

(1)UniversidadedeÉvora,Évora,Portugal(2)DepartamentodeFísica,EscoladeCiênciaseTecnologia,UniversidadedeÉvora,Évora,Portugal(3)InsMtutodeCiênciasdaTerra,UniversidadedeÉvora,Évora,Portugal(4)ObservatórioMeteorológicodoFunchal,InsMtutoPortuguêsdoMaredaAtmosfera–IPMA,Funchal,Portugal(5)IDMEC,InsMtutoSuperiorTécnico,UniversidadedeLisboa,Lisboa,Portugal

Índice

1.  Introdução;

2.  Filtrosdedadosecorreçõesaplicadasàradiaçãosolar;

3.  Anomédioderadiaçãosolarglobaleradiaçãodifusa;

4.  AnometeorológicoYpico(AMT);

5.  Conclusões.

1. Introdução

•  Períododemedições:2004-2014(11anos);•  Grandezasanalisadas(valoresmédioshorárioseextremosdiários):-  Radiaçãosolarglobalnumasuperaciehorizontal;-  Radiaçãodifusanumasuperaciehorizontal;-  Temperaturadoar;-  HumidaderelaMvadoar;-  Intensidadedovento.

LocalizaçãodaregiãodoFunchalnailhadaMadeira

2. Filtros de dados e correções aplicadas à radiação solar

Grandeza Valormínimo Valormáximo Restrição Radiaçãosolarglobal:valoresfisicamente

possíveis -4W/m2 Sa×1.5×μ01.2+100W/m2 -

Radiaçãosolarglobal:valoresextremamente

raros -2W/m2 Sa×1.2×μ01.2+50W/m2 -

Relaçãoentrearadiaçãosolarglobale

aradiaçãodifusa

- 1.05 Ф<75°e

Global>50W/m2

- 1.10 75°<Ф<93°e

Global>50W/m2

FiltrosdequalidadeuMlizadosnasestaçõesdaBSRN–BaselineSurfaceRadiaMonNetwork

Sa=S0.d;S0=1366W/m2;d–Fatordevariaçãodaconstantesolarcomodiadoano;Ф–Ângulosolarzenital;μ0-cos(Ф).


Correçãodaradiaçãodifusanoplanohorizontaldevidoàbandadesombreamentodopiranómetro

X–fraçãoderadiaçãodifusabloqueadapelabandaemcondiçõesisotrópicas;b–larguradabandadesombreamento(Eppley:b=7.6cm);r–raiodecurvaturadabandadesombreamento(Eppley:r=31.7cm);𝜓S–ângulodeazimutedenascerdosol;L–laMtude;𝛿–declinaçãosolar.


Correçãoaplicadaàsmediçõesderadiaçãodifusaemcondiçõesisotrópicas

Correçãoaplicadaàsmediçõesderadiaçãodifusaemcondiçõesnãoisotrópicas

Condiçãodocéu Kd

Céulimpo K’+0.07Céunublado K’+0.04

Céuparcialmentenublado K’+0.03

FoiuMlizadaaexpressãoparacéuparcialmentenublado,recomendadapelofabricante.

•  8760horasdevaloresmédiosderadiaçãosolarglobalederadiaçãodifusa;

•  Médiadetodasasmediçõesquepertencemaomesmoparhora/diadoano;

•  Médiahoráriamóvelcentradade5dias;

•  Sempreenchimentodelacunasnosdados.

3. Ano médio de radiação solar global e radiação difusa

i–horadodia;j–diadoano;k–anodasériededados;P–númerodeparesuMlizados.

3. Ano médio de radiação solar global e radiação difusa

1

6

12

18

24

1 Jan 1 Feb 1 Mar 1 Apr 1 May 1 Jun 1 Jul 1 Aug 1 Sep 1 Oct 1 Nov 1 Dec 31 Dec

Hora (UTC)

Dia

Radiação Solar Global no Funchal, Observatório (ano médio)

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1

RGBL(kWh/m2)

1

6

12

18

24


Hora (UTC)

Dia

Radiação Solar Difusa no Funchal, Observatório (ano médio)

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5

RDBL(kWh/m2)

AnomédioderadiaçãosolarglobalparaaestaçãodoObservatórionoFunchal

AnomédioderadiaçãodifusaparaaestaçãodoObservatórionoFunchal

1

6

12

18

24


Hora (UTC)

Dia

Temperatura média no Funchal, Observatório (ano médio)

10 13.5 17 20.5 24

T(°C)

AnomédiodetemperaturamédiadoarparaaestaçãodoObservatórionoFunchal

4. Ano meteorológico Cpico (AMT)

•  MétododeSandia;

•  FunçãocumulaMvadistribuMva(Sn(𝑥));

•  EstaYsMcadeFinkelstein-Schafer(FS);

•  Somaponderada(WS);

•  Raizquadradadadiferençamédia(RMSD).

Preenchimentodelacunasnassériesdedados:•  Interpolaçãolineardevaloreshorários;

•  Lacunasinferioresa2horasconsecuMvas.

•  Correlaçãocomestaçõesvizinhas.•  Lacunassuperioresa2horasconsecuMvas.


CorrelaçãodaradiaçãosolarglobalentreaestaçãodoObservatórioeaestaçãodoLido


Grandezameteorológica PesoestaIsJco(w)

Temperaturamédiadoar 2/24

Temperaturamáximadoar 1/24

Temperaturamínimadoar 1/24

HumidaderelaMvamédia 2/24

HumidaderelaMvamáxima 1/24

HumidaderelaMvamínima 1/24

Intensidademédiadovento 2/24

Intensidademáximadovento

2/24

Radiaçãosolarglobal 12/24

ComparaçãodasfunçõescumulaMvasdistribuMvasparaomêsdeJunho

PesoestaYsMcodecadagrandezameteorológica


AnosescolhidosparaoAMTparaaestaçãodoObservatórionoFunchal

Jan. Fev. Mar. Abr. Mai. Jun. Jul. Ago. Set. Out. Nov. Dez.

2004 2008 2007 2006 2009 2014 2009 2011 2008 2006 2009 2014

Ano/Mês 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014

Janeiro 0.038 0.070 - 0.045 - 0.040 - 0.034 - - -

Fevereiro - - 0.143 - 0.068 0.117 - 0.194 - - 0.109

Março - 0.074 0.133 0.057 0.108 - - - - - 0.131

Abril - - 0.053 0.077 - 0.132 0.045 0.070 - - -

Maio - - 0.066 0.062 - 0.062 0.069 - 0.151 - -

Junho - 0.117 - 0.060 0.082 0.138 - - - - 0.046

Julho - 0.196 0.138 - - 0.053 - 0.146 0.111 - -

Agosto - 0.116 0.107 - - - 0.135 0.053 0.082 - -

Setembro - 0.079 - - 0.064 0.090 - 0.063 0.090 - -

Outubro - - 0.078 - - 0.101 0.121 - 0.118 - 0.087

Novembro - - 0.043 - - 0.048 - 0.091 0.073 - 0.074

Dezembro 0.068 - - 0.055 0.039 - - - - 0.032 0.042

ValoresdeRMSDparaaestaçãodoObservatórionoFunchal


ValidaçãodoanometeorológicoYpico

ComparaçãoentreasmédiasdelongoprazoedoanometeorológicoYpico

paraaradiaçãosolarglobal

ComparaçãoentreasmédiasdelongoprazoedoanometeorológicoYpicoparaatemperaturamédiadoar


1

6

12

18

24


Hora (UTC)

Dia

Radiação Solar Global no Funchal, Observatório (TMY)

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1

RGBL(kWh/m2)

RadiaçãosolarglobaldoAMTparaaestaçãodoObservatórionoFunchal

1

6

12

18

24


Hora (UTC)

Dia

Temperatura média no Funchal, Observatório (TMY)

10 13.5 17 20.5 24

T(°C)

TemperaturamédiadoardoAMTparaaestaçãodoObservatórionoFunchal

•  ConstruçãodoAMTatravésdajunçãodosvaloresmédiosdosmesesselecionados;•  Suavizaçãodatransiçãoentremesesatravésdeumamédiacentradamóvelnasseishorasfinaisde

cadamêsenasseishorasiniciaisdomêsseguinte.

•  Simulaçãodesistemasdeenergiasolar–Sistemafotovoltaico•  Aeficiênciadosmódulosdependedaradiaçãosolarincidenteedatemperaturadascélulas;•  Atemperaturadascélulasfotovoltaicasdependedaradiaçãosolar,temperaturadoareintensidadedovento;

•  VantagemdoAMT:Estudodocomportamentodesistemasdeacordocomvariaçõeshorárias.


Fatordeprodução,YF,paraaestaçãodoObservatório(Totalanual:1672.1h).

1

6

12

18

24


Hora (UTC)

Dia

Fator de producao Observatorio

0 0.25 0.5 0.75 1 1.25

YF [Wh/Wp]

Fatordeprodução

EAC–Energiaproduzida[Wh]Pp–PotênciadePico[W]

ExemplodeumsistemafotovoltaiconaregiãodoFunchal,Madeira:

•  AplicaçãodosfiltrosdequalidadeuMlizadosnasestaçõesdaredeBSRN;

•  Correçãodaradiaçãodifusanumasuperaciehorizontal;

•  Preenchimentodelacunasnosdadosmeteorológicos;

•  Determinaçãodoanomédioderadiaçãosolar;

•  DeterminaçãodoanometeorológicoYpico(AMT);

•  ValidaçãodoAMT-ValorespróximosentreasmédiasdelongoprazoeasmédiasdoanometeorológicoYpico.

•  Simulaçãodesistemasdeenergiasolar.

5. Conclusões

Os autores expressam o seu agradecimento ao InsMtuto Português doMar e daAtmosfera pela cedência dasmedições das diferentes grandezasmeteorológicasanalisadasnestetrabalho.

Este trabalho é cofinanciado pela União Europeia através do Fundo Europeu deDesenvolvimento Regional, incluído no COMPETE 2020 (Programa Operacionalpara a CompeMMvidade e Internacionalização) através do projeto do ICT (UID /GEO/04683/2013)coma referênciaPOCI-01-0145-FEDER-007690eALENTEJO2020(ProgramaOperacionalRegionaldoAlentejo)atravésdoprojetoALOPcomareferênciaALT20-03-0145-FEDER-000004.

Agradecimentos

determinação do ano médio de radiação solar e do ano ... · radiação solar global no...

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