Modelagem da irradiância solar global para a região de Mossoró, RN

Abstract

Dados de irradiância solar global são utilizados em diversas áreas do conhecimento tais como: engenharia, agricultura, setor da saúde, energia e em muitas outras áreas. A intensidade da irradiância que atinge o topo da atmosfera pode ser estimada. Entretanto, após sua interação com atmosfera, os valores medidos, em um determinado ponto sobre a superfície da Terra, são de natureza variável. A causa deve-se à absorção seletiva dos gases que compõem a atmosfera, a reflexão e ao espalhamento, presença de nuvens e poeira, drasticamente, os valores totais que atingem a superfície terrestre. Deste modo, existem duas formas de obtenção de dados de irradiância solar global ao nível do solo: por medição ou estimativas. O objetivo deste estudo foi determinar os parâmetros de modelos matemáticos para estimativa da irradiância solar na região de Mossoró-RN e, posteriormente, avaliar o desempenho estatístico destes modelos, visando sua aplicação na agricultura e no setor de engenharia quando ocorrerem eventuais panes nos sistemas de medição. Nesse sentido, foram utilizados dados horários de irradiância solar global, temperatura do ar, umidade relativa do ar da estação meteorológica automática da Universidade Federal Rural do Semi-árido UFERSA, e dados de duração diária de brilho solar da estação do instituto Nacional de Meteorologia INMET, correspondentes ao período de 2000 a 2007. Para determinação dos parâmetros dos modelos, foram utilizados dados do período de 2000 a 2003, enquanto os testes foram realizados a partir de dados de 2004 a 2007. A análise horária, tendo a temperatura como principal variável independente, demonstrou que os modelos avaliados tiveram a tendência de subestimar a irradiância durante a manhã e de superestimá-la à tarde, com os valores do índice de concordância de Willmott (índice d ) acima de 0,90. Para as estimativas diárias,verificou-se que os modelos de Ansgtröm, Bahel, Swartman e Ongulade, Ododo (a), Ododo (b) e Chen (b) proporcionaram os melhores resultados para o mês de abril (mais chuvoso), enquanto que os modelos de Allen e Multiplicativo alcançaram melhores resultados para o mês de outubro, caracterizado por temperaturas mais elevadas. Os resultados para os dados mensais demonstraram que a análise de componentes principais foi eficiente para a estimativa da irradiância solar global, exceto para os meses de março e abril em que houve diferença significativa entre os dados observados e estimados.