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		<title>Validação do potencial uso de dados de reanálises atmosféricas e dados do modelo atmosférico brasileiro para estimativa de radiação solar considerando o efeito dos aerossóis atmosféricos</title>
		<project>Validação do potencial uso de dados de reanálises atmosféricas para estimativas de radiação solar</project>
		<year>2023</year>
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		<author>Herdies, Bruno Ribeiro,</author>
		<author>Vendrasco, Éder Paulo,</author>
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		<affiliation>Universidade de São Paulo (USP)</affiliation>
		<affiliation>Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)</affiliation>
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		<institution>Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais</institution>
		<city>São José dos Campos</city>
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		<keywords>reanálises, irradiação solar, modelo global atmosférico brasileiro, reanalyses, solar irradiation, renewable energy, brazilian global atmospheric model, MERRA-2 reanalysis and INMET stations.</keywords>
		<abstract>Este estudo concentra-se na geração de energia solar como uma fonte alternativa de energia renovável no Brasil, impulsionado pela crescente demanda nesse setor. Nos últimos anos, a tecnologia de energia  fotovoltaica tem experimentado avanços significativos, resultando em maior  eficiência  e  redução  de  custos.  No  entanto,  no  Brasil,  a  disponibilidade  de  dados observados sobre a irradiação solar, essenciais para validar o potencial de geração dessa forma de energia, é extremamente limitada. Dado que em algumas regiões do país os únicos dados disponíveis são extrapolados de estações meteorológicas de outras localidades, este estudo adota a  abordagem  de  utilizar  dados  de  modelos  meteorológicos  para  preencher  essas  lacunas.  O estudo concentrou-se na utilização da segunda geração da reanálise MERRA-2, que tem como diferencial positivo a assimilação de dados de aerossol, fornecidos pelo GMAO/NASA, para estimar a irradiação solar em regiões tropicais e subtropicais do Brasil. Além disso, a pesquisa empregou a simulação do BAM (Brazilian Global Atmospheric Model), considerando diferentes cenários, como a inclusão de aerossóis climatológicos, fixos e ausência total de aerossóis. Essa abordagem possibilitou uma avaliação do impacto desses cenários na estimativa da irradiação solar,  validada  por  meio  de  dados  observacionais  coletados  em  estações  de  superfície  pelo INMET (Instituto Nacional de Meteorologia). As variáveis utilizadas da reanálise atmosférica MERRA-2 e analisadas neste trabalho são: Surface Net Downward Shortwave Flux (SWGNT), Surface Net Downward Shortwave Flux assumindo nenhum aerossol (SWGNTCLN), Surface Net Downward Shortwave Flux assumindo céu claro (SWGNTCLR) e o Surface Net Downward Shortwave  Flux  assumindo  céu  claro  e  sem  aerossol  (SWGNTCLRCLN).  Inicialmente,  os dados  de  oito  estações  meteorológicas  foram  comparados  com  as  estimativas  de  dados  de reanálise, onde a cobertura de nuvens e a inclusão de aerossóis foram levadas em consideração. O estudo revelou uma alta correlação entre as observações e os modelos MERRA 2 e BAM, constatando a relevância do efeito das nuvens na estimativa da irradiação solar. O MERRA-2 obteve  os  melhores  resultados  ao  considerar  o  efeito  de  aerossol  em  situações  de  alta concentração  como,  por  exemplo,  em  setembro  em  Campo  Grande.  O  BAM,  por  sua  vez, reproduz bem o efeito do aerossol, apesar de apresentar um viés negativo na radiação. Levando em conta a complexidade da reanálise e o procedimento adotado no BAM, o modelo do INPE demonstrou resultados satisfatórios. Na próxima etapa do estudo serão consideradas todas as regiões do Brasil, ampliando o estudo e buscando entender melhor o efeito das nuvens e dos aerossóis na irradiação solar dos modelos estudados. ABSTRACT: This study focuses on solar energy generation as an alternative source of renewable energy in Brazil,  driven  by  the  growing  demand  in  this  sector.  In  recent  years,  photovoltaic  energy technology has undergone significant advancements, resulting in increased efficiency and cost reduction. However, in Brazil, the availability of observed solar irradiation data, essential for validating the generation potential of this form of energy, is extremely limited. Given that in some regions of the country the only available data is extrapolated from weather stations in other locations, this study adopts the approach of using data from meteorological models to fill these gaps. The study focused on using the second generation of the MERRA-2 reanalysis, which has the positive feature of assimilating aerosol data provided by GMAO/NASA, to estimate solar irradiation in tropical and subtropical regions of Brazil. Furthermore, the research employed the simulation of the BAM (Brazilian Global Atmospheric Model), considering different scenarios, such as the inclusion of climatological aerosols, fixed aerosols, and a total absence of aerosols. This  approach  allowed  an  evaluation  of  the  impact  of  these  scenarios  on  solar  irradiation estimation,  validated  through  observational  data  collected  at  surface  stations  by  INMET (National  Institute  of  Meteorology).  The  variables  used  from  the  MERRA-2  reanalysis  and analyzed  in  this  work  are  Surface  Net  Downward  Shortwave  Flux  (SWGNT),  Surface  Net Downward  Shortwave  Flux  assuming  no  aerosol  (SWGNTCLN),  Surface  Net  Downward Shortwave Flux assuming clear sky (SWGNTCLR), and Surface Net Downward Shortwave Flux assuming clear sky and no aerosol (SWGNTCLRCLN). Initially, data from eight weather stations were compared with reanalysis data estimates, considering cloud cover and aerosol inclusion. The study revealed a high correlation between observations and the MERRA-2 and BAM  models,  highlighting  the  relevance  of  cloud  effects  in  solar  irradiation  estimation. MERRA-2  achieved  the  best  results  when  considering  aerosol  effects  in  situations  of  high concentration, such as in September in Campo Grande. BAM, on the other hand, reproduces aerosol effects well, despite exhibiting a negative bias in radiation. Considering the complexity of the reanalysis and the approach adopted in BAM, the INPE model demonstrated satisfactory results. In the next stage of the study, all regions of Brazil will be considered, expanding the research and seeking a better understanding of the effects of clouds and aerosols on the solar irradiation of the studied models.</abstract>
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		<language>pt</language>
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