Simulação de meso e microescala dos ventos no extremo sul do Brasil
Autor: Camila E Silva Gomes (Currículo Lattes)
Resumo
Com o aumento na demanda por energia elétrica de fontes sustentáveis e o desenvolvimento da indústria eólica indica que aerogeradores estão sendo instalados em diferentes locais. Em cada ambiente de instalação devem ser observadas certas peculiaridades, o que torna necessária uma modelagem adequada das características do vento. A fim de avaliar corretamente a produção de energia eólica em cada região, neste trabalho foi aplicado um modelo de mesoscala associado a um modelo de simulação grandes turbilhões para simular a circulação local na região da cidade do Rio Grande, na costa sul do Estado do Rio Grande do Sul. Foram realizadas simulações para o período de fevereiro de 2015, com três e cinco domínios na horizontal e com 47 e 83 níveis na vertical em cada domínio horizontal. As componentes zonal, meridional e vertical do vento e a temperatura virtual foram comparadas a dados observacionais de alta frequência medidos na área de estudo. O modelo de mesoscala representa adequadamente as componentes zonal e meridional, entretanto a componente vertical do vento apresenta muitas diferenças em relação a observação, o que impacta na simulação dos fluxos verticais e dos diferentes parâmetros da turbulência atmosférica, como a velocidade de atrito, fluxo de calor sensível e parâmetro de estabilidade. Observa-se que a componente vertical do vento tem melhor representação na simulação de grandes turbilhões com 83 níveis verticais e quando há aumento de intensidade durante o período noturno. Quando são comparados os resultados da simulação utilizando a modelagem de grandes turbilhões com a simulação de mesoscala, encontra-se valores bem próximos e correlação acima de 90% para as componentes zonal e meridional do vento e temperatura virtual, próximo de 80% para a vertical. Propõe-se que para fazer previsão de potência eólica nesta região é mais eficiente, em termos de custos computacionais, a utilização da modelagem de mesoescala com espaçamento de grade horizontal de 540 m e 83 níveis na vertical. Para a análise dos fluxos e variáveis dependentes da componente vertical do vento, é necessária a utilização da modelagem de grandes turbilhões. A perspectiva futura desta pesquisa é expandir a área de estudo para outras regiões vizinhas e comparar os dados de previsão com os dados de geração efetiva nos parques eólicos já existentes.