Modelo empírico para estimar la radiación solar directa incidente en Natal, Brasil

Autores/as

DOI:

https://doi.org/10.55761/abclima.v35i20.18440

Palabras clave:

Climatología Física. Índice de claridad. Energía solar. Estimación horaria.

Resumen

La radiación solar desempeña un papel crucial en una variedad de procesos terrestres, que van desde fenómenos biológicos hasta eventos meteorológicos. Su monitoreo es esencial en estudios agrícolas, pronósticos del tiempo y proyectos de energía solar. Para aplicaciones simples, como el calentamiento solar de agua o la generación de electricidad en centrales fotovoltaicas, conocer los niveles de radiación global y difusa es suficiente. Sin embargo, para los concentradores de energía solar, es necesario conocer su componente directa, que rara vez se mide en las estaciones meteorológicas debido al elevado costo de los equipos involucrados. Con base en esto, este estudio buscó desarrollar un modelo logístico para estimar la radiación solar directa incidente en Natal, Brasil, a partir de las correlaciones de la radiación global y difusa con el índice de claridad. Para este fin, se utilizaron dos años de datos de la estación solarimétrica instalada en el Centro Regional del Noreste. El modelo propuesto fue validado comparando su desempeño con los modelos de Erbs y Bourges mediante los indicadores estadísticos MBE, RMSE y NSE. Para el modelo logístico, se obtuvieron los siguientes resultados: MBE = 0,35%, RMSE = 17,78% y NSE = 96,10%. Se concluyó que el modelo propuesto mostró una fuerte correlación con los datos observados y tuvo un desempeño superior a los modelos de comparación. El modelo podrá ser utilizado en simulaciones de energía solar, desde que los datos de irradiancia estén en la partición horaria y las características climáticas del lugar se asemejen a las de Natal.

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Biografía del autor/a

Magno Luiz Vidotto, Universidade Estadual do Oeste do Paraná

Doutorando em Engenharia de Energia na Agricultura pela Universidade Estadual do Oeste do Paraná. Pós-graduado em Engenharia de Segurança do Trabalho pelo Centro Universitário Fundação Assis Gurgacz (FAG). Mestre em Energia na Agricultura pela Universidade Estadual do Oeste do Paraná (2014), Linha de Pesquisa em Fontes Alternativas de Energia na Agricultura. Engenheiro Agrícola pela Universidade Estadual do Oeste do Paraná (2011).

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Rafael Maia Frenhe, Universidade Estadual do Oeste do Paraná

Possui graduação em Meteorologia pela Universidade de São Paulo (2013).Experiência com análise, tratamento e validação de dados meteorológicos, programação em python, formatação de computadores, XGBoost - algoritmo de Machine Learning, modelos de radiação solar a céu claro, direta e difusa, AERMET - pré-processador de dados meteorológicos do AERMOD - modelo de dispersão atmosférica. 

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Reginaldo Ferreira Santos, Universidade Estadual do Oeste do Paraná

Possui graduação em Agronomia pela Universidade Federal de Santa Maria (1994), graduação em Licenciatura Em Disciplinas Especializadas no Ensino pela Universidade Tecnológica Federal do Paraná (1997), Mestrado em Engenharia Agrícola pela Universidade Federal de Santa Maria (1997) e Doutorado em Agronomia (Irrigação e Drenagem) pela Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho (2001). Responsável pelo Laboratório de Biocombustíveis - Unioeste e pela Estação Meteorológica. rt - 40 Tide. Professor Associado C da Universidade Estadual do Oeste do Paraná. 
Bolsista Produtividade do CNPQ 1D.

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Carlos Eduardo Camargo Nogueira, Universidade Estadual do Oeste do Paraná

Possui graduação em Engenharia Elétrica pela Universidade Federal de Santa Catarina, graduação em Engenharia Agrícola pela Universidade Federal de Viçosa, especialização em Engenharia de Segurança do Trabalho pela Universidade Federal do Paraná, mestrado em Engenharia Agrícola pela Universidade Federal de Viçosa e doutorado em Engenharia Elétrica pela Universidade Federal de Santa Catarina. Atualmente é Professor Associado da Universidade Estadual do Oeste do Paraná. Tem experiência na área de Engenharia Elétrica e Agrícola, atuando principalmente nos seguintes temas: otimização de sistemas energéticos, energização rural, sustentabilidade energética, auditoria energética e segurança do trabalho. É bolsista de Produtividade em Desenvolvimento Tecnológico do CNPq. 

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Jair Antônio Cruz Siqueira, Universidade Estadual do Oeste do Paraná

Possui graduação em Engenharia Agrícola pela Universidade Estadual do Oeste do Paraná (1993), especialização em Engenharia Agrícola pela Universidade Estadual do Oeste do Paraná (1997), mestrado em Engenharia Agrícola (Engenharia de Sistemas Agroindustriais) pela Universidade Estadual do Oeste do Paraná (1999) e doutorado em Agronomia (Energia na Agricultura) pela Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho (2005). Atualmente é professor associado da Universidade Estadual do Oeste do Paraná. Tem experiência na área de Engenharia Agrícola, com ênfase em Fontes Renováveis, Eficiência Energética e Sistemas Energéticos, atuando principalmente nos seguintes temas: fontes renováveis, consumo de energia, eficiência energética, energia eólica e energia solar.

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Noe Barroso dos Santos, Universidade Estadual do Oeste do Paraná

Bacharel no curso de Engenharia Agronômica do Centro Universitário Adventista de São Paulo- UNASP. Membro do grupo de pesquisa Agrogeotecnologias, Mestrando no programa de pós-graduação, ENGENHARIA DE ENERGIA NA AGRICULTURA da Universidade Estadual do Oeste do Paraná-UNIOESTE

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Agostinho Rodrigues Zitha, Universidade Estadual do Oeste do Paraná

Possui graduação em Engenharia Hidráulica Agricola e Água rural pelo Instituto Superior Politécnico de Gaza (2023). Atualmente, é bolsista de mestrado da CAPES pelo Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Energia na Agricultura (PPGEA).

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Publicado

16/12/2024

Cómo citar

Vidotto, M. L., Frenhe, R. M., Santos, R. F., Nogueira, C. E. C., Siqueira, J. A. C., dos Santos, N. B., & Zitha, A. R. (2024). Modelo empírico para estimar la radiación solar directa incidente en Natal, Brasil. Revista Brasileña De Climatología, 35(20), 712–734. https://doi.org/10.55761/abclima.v35i20.18440

Número

Sección

Artigos