@PhDThesis{Pinto:2017:AvMoWR,
author = "Pinto, Luc{\'{\i}}a Iracema Chipponelli",
title = "Avalia{\c{c}}{\~a}o do modelo WRF para aplica{\c{c}}{\~a}o em
previs{\~a}o de recursos e{\'o}licos no nordeste brasileiro",
school = "Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)",
year = "2017",
address = "S{\~a}o Jos{\'e} dos Campos",
month = "2017-08-14",
keywords = "energia e{\'o}lica, modelo WRF, previs{\~a}o de vento, modelagem
atmosf{\'e}rica, estimativa do vento. wind power, WRF model, wind
forecast, atmospheric modelling, wind simulation.",
abstract = "As energias renov{\'a}veis s{\~a}o fundamentais para reduzir as
emiss{\~o}es de gases de efeito estufa (GEE) associadas ao
consumo de combust{\'{\i}}veis f{\'o}sseis em n{\'{\i}}veis
regionais e globais. Al{\'e}m disso, a possibilidade de
expans{\~a}o do aproveitamento de energia e{\'o}lica para a
gera{\c{c}}{\~a}o de eletricidade no Brasil {\'e} uma
realidade. O uso eficiente das fontes renov{\'a}veis, como solar
e e{\'o}lica, est{\'a} fortemente relacionado com as
condi{\c{c}}{\~o}es meteorol{\'o}gicas da regi{\~a}o de
interesse. Isso requer informa{\c{c}}{\~o}es confi{\'a}veis
sobre a disponibilidade e variabilidade do recurso energ{\'e}tico
para que estrat{\'e}gias pol{\'{\i}}ticas e sociais sejam
aplicadas com maior precis{\~a}o na instala{\c{c}}{\~a}o de
novas usinas geradoras e tamb{\'e}m permitir o gerenciamento
eficaz das j{\'a} existentes. Os modelos meteorol{\'o}gicos de
mesoescala s{\~a}o ferramentas que demandam investimentos
relativamente baixos e vem apresentando resultados
favor{\'a}veis. Por{\'e}m, tamb{\'e}m possuem
limita{\c{c}}{\~o}es intrinsecamente relacionadas {\`a}
impossibilidade em reproduzir os processos f{\'{\i}}sicos que
ocorrem na atmosfera em escala inferior a resolu{\c{c}}{\~a}o
horizontal adotada para a modelagem. Este trabalho apresenta uma
s{\'e}rie de testes de sensibilidade realizados como modelo
meteorol{\'o}gico de mesoescala WRF configurado com diferentes
parametriza{\c{c}}{\~o}es f{\'{\i}}sicas (camada limite,
convec{\c{c}}{\~a}o, microf{\'{\i}}sica e
radia{\c{c}}{\~a}o). O modelo WRF foi configurado com 3
dom{\'{\i}}nios (grades) de resolu{\c{c}}{\~a}o 5 x 5 km sobre
a regi{\~a}o em estudo. A localiza{\c{c}}{\~a}o destas grades
foi determinada a partir da an{\'a}lise de agrupamento realizada
previamente com dados de velocidade do vento observadosem121
esta{\c{c}}{\~o}es meteorol{\'o}gicas autom{\'a}ticas operadas
pelo INMET no Nordeste do Brasil (NEB) durante o per{\'{\i}}odo
de 2008 a 2013. Os testes de sensibilidade configuraram um total
de 12 experimentos, para os 3 primeiros dias do m{\^e}s de maio
de 2009. Os resultados mostraram que independente das
parametriza{\c{c}}{\~o}es adotadas, h{\'a} uma forte
tend{\^e}ncia a superestima{\c{c}}{\~a}o da intensidade dos
ventos pelo modelo WRF. Algumas parametriza{\c{c}}{\~o}es
mostraram-se mais adequadas para um dom{\'{\i}}nio do que para
outro, em fun{\c{c}}{\~a}o do NEB ser influenciado por
diferentes sistemas meteorol{\'o}gicos. Tamb{\'e}m foram
realizadas compara{\c{c}}{\~o}es entre previs{\~o}es do modelo
WRF para os meses de maio e novembro de 2009 e 2012 e as medidas
de velocidade do vento para os diferentes dom{\'{\i}}nios
estabelecidos. Avaliou-se o desempenho das previs{\~o}es de
velocidade do vento com dados medidos em quatro torres
anemom{\'e}tricas (80 e 100 m) para localidades onde j{\'a}
est{\~a}o em funcionamento quatro parques e{\'o}licos no NEB.
Onde, constatou-se que o modelo continua apresentando uma forte
tend{\^e}ncia para a superestima{\c{c}}{\~a}o nas
previs{\~o}es da intensidade dos ventos, com exce{\c{c}}{\~a}o
da localidade no estado do Piau{\'{\i}}. Os valores dos
{\'{\i}}ndices estat{\'{\i}}sticos (RMSE e Vi{\'e}s) das
previs{\~o}es da velocidade do vento para os n{\'{\i}}veis das
torres continuam elevados. O estudo mostrou a dificuldade dos
modelos num{\'e}ricos de mesoescala, em espec{\'{\i}}fico o
WRF, para prever a velocidade do vento, mas apesar disso quando
configurado corretamente ele pode contribuir de forma importante
na obten{\c{c}}{\~a}o de informa{\c{c}}{\~o}es confi{\'a}veis
do vento e consequentemente ser uma informa{\c{c}}{\~a}o
disponibilizada com confiabilidade para o setor de energia
e{\'o}lica. ABSTRACT: The renewable energy resources are key to
reducing greenhouse gas (GHG) emissions associated with the
consumption of fossil fuels at regional and global scales. The
wind power generation has been increasing since 2002 and now
achieves almost 7.5% in the Brazilian electricity matrix. One of
the major obstacles for the renewable sources, such as solar
radiation and wind, is strongly related to their dependence to the
meteorological conditions. The reliable resource assessment is a
requirement to overcome this barrier providing quality information
to support political and social strategies and also to allow
effective management energy resources. The mesoscale
meteorological models are tools that demand relatively low
financial investment and can provide wind data to the energy
sector. However, these models have limitations intrinsically
related to the inability to reproduce all the physical processes
that occur in the atmosphere at a finer horizontal resolution than
the resolution adopted for numerical modeling. This work describes
the study aimed at evaluating the WRF mesoscale meteorological
model performance when different configuration for physical
parametrizations are using (boundary layer, convection,
microphysics and solar radiation). Some parametrizations were more
adequate for one domain than for another, as the NEB was
influenced by different meteorological systems. The WRF model was
configured with 5 x 5 km domains (grids) with spatial resolution
over the Brazilian Northeastern region (NEB). The location of such
grids was determined using the cluster analysis methodology
performed with data of wind speed observed at 121 automatic
meteorological stations operated by the INMET in NEB during the
period of 2008 to 2013. Regardless of the numerical
parameterizations adopted, results showed a strong overestimation
of wind speed by the WRF model. Comparisons of wind velocity were
carried out between WRF forecasts and wind measurements for the
months of May and November 2009 and 2012 in the different
established domains. A case study was developed to investigate the
reliability of the wind velocity forecasts. Also, the wind
forecasts were evaluated with wind data measured in four
anemometric towers (80 and 100 m) for locations where four wind
power plants in operation at the NEB. It was observed that the
model presented a strong tendency to overestimate the forecasts of
wind intensity, except for the locality in the Piau{\'{\i}}
state. The statistical deviations (RMSE and Bias) presented by
wind forecasts were still high. The study pointed out the
difficulty is to set the WRF mesoscale numerical model to predict
the wind intensity, but, when properly configured, it can
significantly contribute to reach reliable information of wind
velocity and consequently be reliable and readily available
information for the wind energy sector.",
committee = "Fisch, Gilberto Fernando (presidente) and Pereira, Enio Bueno
(orientador) and Martins, Fernando Ramos (orientador) and Orsini,
Jos{\'e} Ant{\^o}nio Marengo (orientador) and Lima, Francisco
Jos{\'e} Lopes de and Silva Junior, Rosiberto Salustiano da",
englishtitle = "Evaluation of the WRF model for wind resource prediction
application in the Northeast of Brazilian",
language = "pt",
pages = "243",
ibi = "8JMKD3MGP3W34P/3PQEHPS",
url = "http://urlib.net/ibi/8JMKD3MGP3W34P/3PQEHPS",
targetfile = "publicacao.pdf",
urlaccessdate = "27 abr. 2024"
}