AVA 2 - ENERGIAS RENOVÁVEIS - RESENHA CRÍTICA.docx

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Universidade Veiga de Almeida 
 
 
 
 
 
 
Energias Renováveis 
 
 
 
 
 
 
 
Vinícius Constantino Ribeiro da Silva 
20162103501 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Cabo Frio - RJ 
 
 
 
 
RESENHA: LEVANTAMENTO DOS RECURSOS DE ENERGIA SOLAR NO 
BRASIL COM O EMPREGO DE SATÉLITE GEOESTACIONÁRIO – O 
PROJETO SWERA. 
 
REVIEW: SURVEY OF SOLAR ENERGY RESOURCES IN BRAZIL WITH THE 
USE OF GEOSSTATIONARY SATELLITE - THE SWERA PROJECT. 
 
Da energia total do Brasil, 1,2% é gerada por sistemas solares fotovoltaicos. De 
acordo com os dados de 2019, equivale a 2,4 GW de capacidade instalada. 
Esse valor foi de 1,19 GW em 2018, o que equivale a 0,75%. O Brasil tem mais 
de 3.000 horas de insolação (número de horas de sol) a cada ano, e a taxa 
média de incidência diária no Nordeste é de 4,5 a 6 kWh. É o país com a maior 
taxa de radiação solar do mundo. 
A principal energia vem de usinas hidrelétricas, mas tem várias desvantagens, 
como: 
 
• Expropriações de comunidades, porque, em muitos casos, a área de 
instalação das usinas era ocupada anteriormente por comunidades 
indígenas ou tradicionais. 
• O desmatamento destrói o equilíbrio do ecossistema porque a área onde 
as usinas hidrelétricas são construídas é grande, então há uma perda em 
comparação com as usinas existentes na área. Quando a floresta é 
derrubada, a relação com o ecossistema local também pode ser 
desequilibrada. A construção de plantas aquáticas teve um impacto 
profundo na vida aquática e os tipos de peixes também diminuíram. 
• As mudanças climáticas locais aumentam a transpiração no local de 
instalação da hidrelétrica devido à grande quantidade de água 
concentrada no reservatório. Portanto, o padrão de precipitação e 
temperatura na área podem ser alterados. 
 
Devido ao impacto das atividades humanas, nosso planeta e meio ambiente 
estão sofrendo com as mudanças climáticas. Exemplos de destruição da 
camada de ozônio, aquecimento global, desmatamento, extinção de espécies e 
chuva ácida. 
 
O aumento da demanda de energia, a possibilidade de redução da oferta de 
combustíveis convencionais provocada pela crise política na área de produção e 
a crescente atenção à proteção ambiental têm levado à pesquisa, 
desenvolvimento e uso de energias renováveis ​​com pouca poluição e pouco 
impacto ao meio ambiente. Desde 2001, SWERA tem promovido o uso de 
energia solar e eólica renovável ​​em países em desenvolvimento, removendo as 
barreiras de conhecimento devido à falta de informação e fornecendo um banco 
de dados consistente e altamente confiável sobre essas fontes de energia. 
 
O projeto visa fornecer ao governo e à iniciativa privada as informações 
necessárias para a tomada de decisões com base no conhecimento técnico e 
científico, de forma a reduzir a incerteza no custo de implementação do projeto, 
garantir um maior retorno do investimento e atrair investimentos As pessoas 
vêm para explorar os tipos de energia que esses projetos não impactam na 
atmosfera, porque não liberam dióxido de carbono ou outros gases de efeito 
estufa, e não podem prever o consumo da geração de energia, assim como os 
combustíveis fósseis. Focar no campo das energias renováveis ​​é uma forma de 
estimular o investimento em energia solar por meio do fácil acesso à 
informação. 
 
A forma de saber a disponibilidade da energia da radiação solar que atinge a 
superfície terrestre é medi-la diretamente com um radiômetro colocado na 
superfície. 
 
Os radiômetros podem fornecer medições precisas e de alta precisão. Porém, 
além do alto custo da expansão geográfica em larga escala como o Brasil, 
devido ao processo de interpolação e extrapolação entre estações terrestres 
esparsamente distribuídas, os resultados que eles produzem são altamente 
incertos. E é muito diferente, outro método é aplicar um modelo de cálculo que 
estima a radiação solar. Comparada com a implementação e operação de uma 
rede de radiômetros, esta solução fornece resultados muito confiáveis ​​a um 
custo relativamente baixo. 
 
Dois modelos físicos vêm sendo desenvolvidos no Brasil desde a segunda 
metade dos anos 90: o Modelo GL e o Modelo BRASIL-SR. 
 
O modelo BRASIL-SR é um modelo físico para obtenção de estimativas da 
radiação solar incidente na superfície que combina a utilização da aproximação 
de “Dois-Fluxos” na solução da equação de transferência radiativa com o uso de 
parâmetros determinados de forma estatística a partir de imagens de satélite. 
Muitos métodos foram feitos para conseguir solucionar numericamente a 
equação de transferência radiativa de maneira precisa, porém, grande parte 
necessita de um grande tempo computacional para conseguir obter as 
estimativas de irradiância solar. 
Como forma de alternativa, foi desenvolvido o método de ‘’dois fluxos’’, que é 
uma aproximação da equação de transferência radiativa na qual a radiação está 
se propagando em apenas duas direções distintas. Foi usado pela primeira vez 
por Arthur Schuster em 1905. 
 
Esse método captura a essência do transporte radioativo na atmosfera de 
dispersão da luz. O método de dois fluxos é a aproximação mais simples que 
pode ser usada para explicar observações comuns inexplicáveis por 
argumentos de dispersão única, como o brilho e a cor do céu claro, o brilho das 
nuvens, a brancura de um copo de leite, o escurecimento de areia ao molhar. O 
método vem em muitas variantes, incluindo a aproximação de Eddington. 
Para descrever o método matematicamente, assumimos a forma geométrica 
mais simples de um meio geométrico plano-paralelo, onde as propriedades do 
meio são constantes em um plano paralelo aos seus contornos, e a radiação 
incidente é constante nesses contornos. 
 
A estimativa de radiação solar incidente na superfície foi obtida utilizando o 
modelo BRASIL-SR e dividida em 3 partes: primeiro, o tratamento dos dados 
climatológicos e imagens de satélite; a segunda é a aplicação do método de 
Dois-Fluxos; e o terceiro, o cálculo da radiação global. 
As bases de dados que compõem a primeira etapa são: temperatura do ar do 
solo, albedo do solo, visibilidade, umidade relativa, altitude e imagens de 
satélite. A segunda etapa envolve a modelagem atmosférica e a aplicação do 
método de "fluxo duplo" para resolver a equação de transferência radiativa. 
 
Através da aplicação, o modelo BRASIL-SR assume que o fluxo de radiação 
solar no topo da atmosfera é linearmente distribuído entre duas condições 
atmosféricas extremas (claro e nublado). Os primeiros resultados obtidos da 
irradiação solar global foram encontrados realizando comparações de 
estimativas produzidas pelo LABSOLAR/UFSC em Santa Catarina e nas 
estações localizadas na região Amazônica durante o experimento ABRACOS. 
 
O processo de validação do modelo foi dividido em duas etapas: a validação em 
condições de céu claro e validação em qualquer condição de nebulosidade. A 
validação em condições de céu claro teve como objetivo avaliar o 
comportamento do modelo com relação as parametrizações dos processos 
radiativos envolvendo os gases atmosféricos e aerossóis. 
 
Dessa forma, a identificação de erros sistemáticos é facilitada pela ausência de 
nuvens cujaparametrização é mais imprecisa devido a sua grande variabilidade 
natural. A validação do modelo em qualquer condição de nebulosidade 
apresentou desvio quadrático médio relativo de 8% e desvio médio relativo de 
6% na base diária. 
Os eventos de queimada característicos da região centro-oeste brasileira 
lançam para a atmosfera uma concentração de aerossóis que são responsáveis 
por uma atenuação extra da radiação solar que não foi parametrizada pelo 
modelo. 
A região Centro-Oeste tem no fogo em vegetação e em terrenos urbanos uma 
das mais rotineiras ocorrências para os órgãos e serviços de emergência, 
mobilizando recursos e exigindo estratégias de resposta. Tal condição se deve 
ao clima seco, de temperaturas altas e ventos fortes, que, tradicionalmente, 
atinge os estados de Goiás, Mato Grosso, Mato Grosso do Sul e o Distrito 
Federal. A baixa umidade relativa do ar cria um cenário desfavorável à saúde 
humana e condições especiais para a ignição de um novo incêndio. 
As estações de Mina Potosi (MS) e Cuiabá (MS) sob a influência de queimadas 
apresentaram diferenças de até 250 Wh/m2 entre os valores estimados e 
medidos da radiação incidente. Por outro lado, não houve queimadas nas 
vizinhanças da estação em Reserva Jaru (RO), e dessa forma ocorre uma 
excelente concordância entre valores medidos e estimados pelo modelo 
BRASIL-SR. 
O desenvolvimento de novos métodos para determinar os fatores de cobertura 
de nuvens é muito importante para melhorar a confiabilidade das estimativas 
produzidas. A diversidade do microclima brasileiro faz com que o método 
utilizado seja capaz de identificar condições extremas, tais como: condições 
permanentemente nubladas, ou seja, a presença de nuvens em todas as 
imagens de satélite ao longo do mês, e condições permanentemente claras para 
identificar os satélites que são gerados no espectro de luz visível. Nuvens 
irreconhecíveis na imagem. 
A primeira condição é frequente no verão da região Amazônica, enquanto a 
segunda condição ocorre com frequência no clima semiárido do sertão 
nordestino. 
 
Os biólogos utilizam o termo microclima para referir-se às condições ambientais 
particulares do habitat ao qual estão adaptadas determinadas espécies. Por 
exemplo, no interior de uma floresta, o microclima, caracterizado pelas 
condições de umidade e de temperatura, é especialmente favorável à vida de 
uma grande variedade de organismos. Durante o processo de sucessão, 
estabelecem-se microclimas que permitem a chegada e o estabelecimento de 
novas espécies.O aparecimento de novos nichos ecológicos durante a sucessão 
ecológica leva ao aumento de diversidade de espécies na comunidade, ou seja, 
ao aumento da biodiversidade. 
 
De acordo com o exposto no artigo em questão verifica-se a utilização de 
modelos de satélite como grande alternativa à exploração da energia solar. Os 
satélites geoestacionários permitem a aplicação de modelos aproximados para 
cálculos de transferência radiativa na atmosfera. O modelo BRASIL-SR usa 
dados do índice de cobertura efetiva de nuvens e dados de séries climatológicas 
para solução da equação de transferência radiativa. As diferenças observadas 
entre as estimativas de irradiância solar mostram desvios quadráticos médios de 
10% e desvios sistemáticos de 6%. 
A Inter comparação das estimativas entre os modelos adotados no projeto 
SWERA e o modelo HELIOSAT vem comprovando o bom desempenho e a 
confiabilidade das estimativas de irradiação solar fornecidas pelo modelo 
BRASIL-SR. 
 
Atualmente, a maior limitação do modelo BRASIL-SR é a densidade de tempo 
das imagens do satélite GOES8 na América do Sul a cada três horas é baixa e 
a operabilidade dos dados sobre certos parâmetros ambientais na atmosfera 
(como dados de aerossol e propriedades microfísicas da nuvem) é limitada. 
 
 
 
REFERÊNCIAS 
 
http://www.inpe.br/noticias/noticia.php?Cod_Noticia=324, 
 
http://satelite.cptec.inpe.br/uv/docs/GLweb1_modelo1.pdf, 
 
https://www.suapesquisa.com/energia/energia_hidraulica.htm 
 
https://openei.org/wiki/Solar_and_Wind_Energy_Resource_Assessment_(SWE 
RA), 
 
https://en.wikipedia.org/wiki/Two-stream_approximation 
 
https://www.portaleducacao.com.br/conteudo/artigos/biologia/conceito-de- 
microclima/27414 
 
Fernando Ramos Martins, Enio Bueno Pereira e Mariza Pereira de Souza Echer 
(2004). Revista Brasileira de Ensino de Física, v. 26, n. 2, p. 145 - 159, (2004). 
Divisão de Clima e Meio Ambiente, Centro de Previsão do Tempo e Estudos 
Climáticos, Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais. São José dos Campos, 
São Paulo, Brasil, 15 p.