atv 2 eolicos

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Universidade Federal de São Paulo 
Campus Baixada Santista 
Aproveitamento de Recursos Eólicos 
Relatório Análise 
 
 
 
 
 
 
 
 
Kananda Mendes Vieira 104759 
Juliana Santos Pires 103183 
Mateus Guilherme da Silva 112060 
Vitor Miguele Candian 112163 
 
 
 
 
 
 
 
 
Santos 
2020 
 
 
Dados analisados e discussão: 
 
Para a realização deste relatório foi escolhido a região de Belo Jardim em 
Pernambuco, no nordeste do Brasil. O estudo, tem como objetivo avaliar o potencial 
eólico na região com uma análise anual da potência dos ventos, utilizando dados 
anemométricos retirados da rede ​SONDA​, no período de 01 de julho de 2004 até dia 01 
de julho de 2005. 
A região nordeste é uma região com fortes incidências solares e 
consequentemente uma grande região de ventos que chegam a 9 m/s anual em 
alguns locais, isso é, em 50 m de altura, como analisado no mapa a seguir: 
 
 
Figura 1: Atlas Eólico Brasileiro 
 
 
Para uma análise assertiva do potencial eólico, foi coletado dados de 10 em 10 
minutos analisando a velocidade do vento a 25 m e 50 m, além da análise da 
temperatura também nesse tempo, já que a mesma influência na força dos ventos. 
As alturas que são analisadas, foram escolhidas pela rede ​SONDA devido as 
alturas que são construídos os aerogeradores, com os dados foi feito a média da 
velocidade, o desvio padrão, densidade de potência eólica, o fator de forma, fator de 
escala, frequência dos ventos e distribuição e temperatura média do ar (Tabela 1). 
 
 
 
 
 
 
Tabela 1: Resultado das análises utilizando os dados anemométricos retirados da rede SONDA, de Belo 
Jardim. 
 
Cada dado encontrado foi gerado da seguinte maneira: 
 
a. Velocidade dos ventos: 
○ Média e desvio 
 
As velocidades médias foram calculadas com a fórmula MÉDIA do excel, assim 
como temperatura média, além do desvio padrão que foi calculado através da fórmula 
DESVPAD.S (para 25 e 50 metros), como mostram as imagens a seguir: 
 
 
Figura 2: Demonstração da fórmula utilizada no excel para calcular a velocidade média. 
 
 
 
Figura 3. Demonstração da fórmula utilizada no excel para calcular o desvio padrão. 
 
 
Figura 4. Demonstração da fórmula utilizada no excel, para calcular a temperatura média do ar. 
 
 
b. Densidade de potência: 
A densidade de potência foi calculada seguindo a fórmula: 
 
Fórmula 1: fórmula da densidade de potência. 
 
Utilizando a ferramenta excel para calcular esse dado, como consta na imagem 
abaixo tanto para 25 quanto para 50: 
 
 
Figura 5: demonstração da fórmuml utilizada no excel para calcular a densidade potência. 
 
 
Também foi calculado o DP médio para 25 e 50 metros através da fórmula MÉDIA: 
 
 
Figura 6: demonstração da fórmuml utilizada no excel para calcular a densidade potência média. 
 
 
c. Fator de forma e escala: 
O fator de forma foi calculado também através da ferramenta excel da seguinte 
forma, e a fórmula foi reproduzida para 25 e 50 metros: 
 
Fórmula 2: fator de forma 
 
 
Figura 7: demonstração da fórmula utilizada no excel para calcular o fator de forma. 
 
Fator de escala foi calculado seguindo a fórmula: 
 
Fórmula 3: fator de escala. 
E calculado também através do excel como representado abaixo: 
 
 
Figura 8: demonstração da fórmula utilizada no excel para calcular o fator de escala. 
 
d. Frequencia dos ventos: 
 
Em seguida foram calculadas as frequências das velocidades dos ventos para 
valores de 0 a 15, como mostra a figura: 
 
 
Figura 9: demonstração da fórmula utilizada no excel para calcular a frequência das velocidades dos 
ventos. 
 
 
Figura 10: demonstração da fórmula utilizadal para calcular a frequência das velocidades dos ventos. 
 
Feito isso, dividimos cada frequência encontrada para cada valor de 0 a 
15 pela quantidade de dados de WS da planilha (53568), tanto para 25m quanto 
para 50m. 
 
Figura 9: demonstração da fórmula utilizada no excel. 
 
A seguir foi calculado o Weibull, através da fórmula WEIBULL do excel para 
também para valores de 0 a 15 (na fórmula as células O11 e O14 correspondem aos 
valores obtidos de fator forma e fator escala, respectivamente). Após isso, com esses 
valores de frequência e de Weibull foram gerados um gráfico para 25m e outro para 
50m. 
 
 
 
Gráfico 1: frequência em função do Weibull para 25m. 
 
Gráfico 1: frequência em função do Weibull para 50m. 
 
 
 
e. Distribuição do vento: 
 
Para poder calcular a direção predominante do ventos e distribuição deles ao 
longo do ano na região, utilizamos a frequência que cada direção aparece na tabela 
gerada com os dados da SONDA, com uma análise de 10 em 10 minutos. 
 
● Em 25 metros 
Em 25 metros foi criado a tabela X a seguir para o cálculo da distribuição: 
 
 
Tabela 2: Cálculo da distribuição do vento na região de Belo Jardim em 25 metros 
 
Onde temos, as direções na primeira coluna, o grau de cada direção na 
segunda, a frequência que cada direção aparece ao longo do ano e a porcentagem que 
cada direção aparece. 
Para o cálculo da porcentagem foi utilizado a frequência que cada direção 
aparece ao longo do ano pelo total. Com esta tabela construída, montamos os gráficos 
de distribuição e de direção predominante a seguir: 
 
 
Gráfico 3 : distribuição dos ventos na região de Belo Jardim em 25 metros 
 
 
Gráfico 4: Direção Predominante na região de Belo Jardim em 25 metros 
 
Com esses dados e gráficos podemos avaliar qual a distribuição dos ventos e 
direção para um futuro projeto de instalação eólica, saber a forma de instalação dos 
aerogeradores. Com o Gráfico de barras (gráfico 3) foi possível analisar a distribuição 
que cada região aparece ao longo do ano de acordo com a porcentagem (no eixo y) e 
as direções (no eixo x). Percebemos que a as regiões com maior frequência são ESE 
(lés-sudeste), SE (sudoeste), E (leste), SSE (sul-sudeste), S (sul), ENE (lés-nordeste). 
Já o segundo gráfico 4 foi possível analisar melhor como funciona a região, onde 
temos que a 25 metros de altura a direção predominante na região de Belo Jardim é a 
ESE (lés-sudeste) e SE (sudoeste). 
 
 
 
● Em 50 metros 
 
 
Para 50 metros foi realizado o mesmo estudo que havia sido realizado em 25 
metros. Por este motivo, a tabela 3 para o cálculo da distribuição foi gerada: 
 
 
Tabela 3: Cálculo da distribuição do vento na região de Belo Jardim em 50 metros 
 
Com a porcentagem da frequência calculada geramos novamente gráficos para 
uma melhor análise a seguir: 
 
Gráfico 5: distribuição dos ventos na região de Belo Jardim em 25 metros 
 
 
Gráfico 6: Direção Predominante na região de Belo Jardim em 50 metros 
 
Já em 50 metros houve uma variação pequena na direção, já que com esses 
dois gráficos (Gráfico 5 e Gráfico 6) podemos observar uma concentração maior na 
região de SE (sudeste), diferentemente do que aparece em 25 metros. Mas no gráfico 
de barras a gente ainda pode perceber que a mesma concentração nas regiões SE, 
ESE, E, SSE e ENE.