Submitted by Maria Beatriz Vieira (mbeatriz.vieira@gmail.com) on 2017-05-08T15:56:08Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) dissertacao_patricia_nunes_tuchtenhagen.pdf: 4953358 bytes, checksum: 7c840b0ed102c32fdb89c11af7167972 (MD5) / Approved for entry into archive by Aline Batista (alinehb.ufpel@gmail.com) on 2017-05-09T10:52:57Z (GMT) No. of bitstreams: 2 dissertacao_patricia_nunes_tuchtenhagen.pdf: 4953358 bytes, checksum: 7c840b0ed102c32fdb89c11af7167972 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-09T10:52:57Z (GMT). No. of bitstreams: 2 dissertacao_patricia_nunes_tuchtenhagen.pdf: 4953358 bytes, checksum: 7c840b0ed102c32fdb89c11af7167972 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2013-11-01 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / A crescente demanda e consumo de energia elétrica, tanto pela sociedade econômica como social; em adição à política mundial para a implementação de sistemas de geração empregando fontes renováveis, tem sido fator determinante na expansão de fazendas eólicas em diferentes países. Para a determinação do local para a instalação de fazendas eólicas é de importância fundamental proceder a estudos, realizar análises e avaliar a disponibilidade da fonte que permite gerar a energia, ou seja, do vento, em níveis de altura compatíveis com a dos geradores eólicos. Tendo em vista que, raramente se dispõe de dados de medições do vento necessários para consolidar os requisitos básicos e fundamentais, particularmente sobre o Brasil, é proposta, desenvolvida e aplicada uma metodologia que permite avaliar o potencial eólico sobre o país para um ano. Os dados necessários para elaborar o mapeamento e a avaliação do potencial eólico, durante o ano de 2011, foram produzidos, de hora em hora, com o processamento do modelo de mesoescala WRF (Weather Research and Forecasting). A avaliação dos resultados foi realizada em termos de médias diárias, número de horas sequenciais com ventos, vento médio acima de valores pré-estabelecidos de vento e período de rampa, análises sazonal e anual, frequência dos ventos e densidade da probabilidade de Weibull. Como conclusão geral da análise realizada, foram caracterizadas algumas regiões do país, localizadas próximas do litoral do Nordeste e Sul do país, que se apresentam como locais marcadamente favoráveis à instalação de fazendas eólicas. Entretanto, aponta-se, também, que há diversas outras áreas esparsas sobre o país que podem ser indicadas como locais com grande potencialidade energética. / The increasing demand and electric energy consumption, by both economic and social society, in addition to the worldwide politics for the implementation of generation systems employing renewable sources, has been determinant factors of the expansion of wind farms in different countries. To find out an installation local of wind power farms, it is of fundamental importance to proceed studies, perform analysis and evaluate the availability of the source to generate energy – that is, the wind at vertical levels which are consistent with the wind turbine height. Given that, scarcely the wind measurement data needed are available to consolidate the basic and fundamental requirements, particularly over Brazil, it is proposed, developed and a methodology is applied, for the assessment of wind energy potential over the country for a year. The required data for the mapping and assessment of wind energy potential, during the year 2011 were produced, for every hour, throughout the mesoscale model WRF (Weather Research and Forecasting) forecasting. The result evaluation has been performed in terms of daily mean wind average, number of sequential hours with wind, wind above pre-established values and ramp period, seasonal and annual analysis, wind frequency analysis and Weibull probability density. The general conclusion of the performed analysis has been the characterization of some region of the country, located nearby the shoreline of the Northeast and South of the county, as remarkable locals favorable for the installation of wind farms. However, it has been also pointed out that there are several other areas, scattered over the country, which can be suitable places with great energy potentiality.

With the growing energy demand and the opportunity for exploitation of renewable energy (wind energy), this paper performs the mapping of wind potential in Alagoas. This study is based on the use of anemometer measurements between August/2007 to July/2008, as also computational tools: mesoscale atmospheric model (WRF); numerical model of microscale (WAsP®); data from Geographic Information Systems (GIS). The stations with anemometers were geographically distributed in three mesoregions of the State: Backwoods Sertão (Água Branca), Rural Agreste (Girau do Ponciano and Palmeira dos Índios) and Coast Litoral (Feliz Deserto, Maragogi and Roteiro). WRF simulations have validated by time series (daily average, monthly average and diurnal cycles), statistical analysis and Weibull distributions. It was also evaluated using WAsP as a tool for calculating the spatial wind speed in microscale. The input data in WAsP, in addition to the WRF model simulations and the preparation of various maps, were all treated and developed in the ArcGIS® software. The results showed greater efficiency in the WRF simulation of wind speed for sites to the interior of Alagoas, with bias less than 1 m.s-1. These estimates were more accurate during the summer season (bias less than 0.5 m.s-1) and more disparate in winter, with average error of up to 3 m.s-1. For the Coast, these values were overestimated by more than 3 m.s-1, except in Maragogi. The wind direction from WRF was calculated with accuracy in all sites, being dominant in the east coast, east to northeast in Rural, and southeast in Água Branca. The annual wind map for WRF for Alagoas showed areas with good potential energy, the magnitude of the wind varies between 7-9 m.s-1 at 50 meters high. Application of the WAsP in the microscale showed good resemblance to the maps obtained in the Wind Atlas of the State of Alagoas - AEEA. The models achieved satisfactory results, but still need to be improved in some respects. / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Com a crescente demanda energética e a oportunidade de exploração de energia renovável (eólica), este trabalho realiza o mapeamento do potencial eólico em Alagoas. Este trabalho é baseado no uso de medições anemométricas entre agosto/2007 a julho/2008, além de ferramentas computacionais: modelo atmosférico de mesoescala (WRF); modelo numérico de microescala (WAsP®); dados de sistemas de informações geográficas (SIG). As estações anemométricas foram distribuídas geograficamente nas três mesorregiões do Estado: Sertão (Água Branca), Agreste (Girau do Ponciano e Palmeira dos Índios) e Litoral (Feliz Deserto, Maragogi e Roteiro). As simulações do WRF foram validadas através de séries temporais (médias diárias, mensais, ciclos diurnos), análises estatísticas e Distribuições de Weibull. Avaliaram-se ainda o uso do WAsP como ferramenta para cálculo espacial da velocidade do vento em microescala. Os dados de entrada no WAsP, além das simulações do modelo WRF e da elaboração de diversos mapas, foram todos tratados e desenvolvidos no software ArcGIS®. Os resultados mostraram que houve maior eficiência do WRF nas simulações da velocidade do vento para sítios do interior alagoano, com bias inferior a 1 m.s-1. Estas estimativas foram mais precisas durante a estação do verão (bias menor que 0,5 m.s-1) e mais discrepantes no inverno, com erro médio de até 3 m.s-1. Para o litoral, estes valores foram superestimados em mais de 3 m.s-1, exceto em Maragogi. A direção do vento do WRF foi calculada com acerto em todos os sítios, sendo dominante de leste no litoral, leste a nordeste no agreste, e sudeste em Água Branca. O mapa eólico anual do WRF para Alagoas apresentou áreas com bom potencial energético, cuja magnitude do vento varia entre 7 a 9 m.s-1 em 50 metros de altura. A aplicação do WAsP na microescala mostrou boa semelhança aos mapas obtidos no Atlas Eólico do Estado de Alagoas AEEA. Os modelos atingiram resultados satisfatórios, porém ainda precisam ser aperfeiçoados em alguns aspectos.