Esta tese propõe um modelo para descrever o campo de velocidade do vento originado numa tormenta elétrica. O escoamento descendente que ocorre durante uma tormenta elétrica madura é modelado como um campo de fluxo axial simétrico. A evolução da velocidade do vento com o tempo é considerada por meio de uma função de modulação empírica. As flutuações da velocidade ao redor da velocidade média em evolução são representadas por um processo aleatório do tipo ruído branco em faixa. Todos os parâmetros utilizados no modelo estão relacionados a variáveis meteorológicas, tais como a altura e diâmetro da nuvem cumulonimbus causadora do evento, a diferença de pressão e a distância entre o solo e a base da nuvem. Adicionalmente considera-se que a nuvem é transportada numa direção pré escolhida pelo vento de fundo, que pode ser devido à circulação geral na região ou a um ciclone extra-tropical. O campo de velocidades do vento resulta da superposição de ambos campos. O modelo é validado comparando as velocidades do vento determinadas em eventos simulados, com registros de estações meteorológicas. Adicionalmente, perfis verticais previstos pelo modelo são comparados com vários perfis para tormentas elétricas propostos na literatura. Finalmente, séries de velocidade máximas anuais a altura padrão de 10m foram simuladas para três estações meteorológicas no sul do Brasil, para as quais dados experimentais são conhecidos, em termos do número médio de tormentas elétricas por ano e das funções distribuição de probabilidade que caracterizam o vento de fundo. A comparação com séries de registros máximos existentes é satisfatória, dando credibilidade adicional ao modelo proposto.

Submitted by Mario BC (mario@bc.ufrpe.br) on 2018-05-10T13:18:47Z No. of bitstreams: 1 Leda Valeria Ramos Santana.pdf: 3207517 bytes, checksum: 6862902d5ff1ca2d7e21877edefa8a9e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-10T13:18:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Leda Valeria Ramos Santana.pdf: 3207517 bytes, checksum: 6862902d5ff1ca2d7e21877edefa8a9e (MD5) Previous issue date: 2018-02-20 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The use of renewable energy sources has grown worldwide and in Brazil the incentive to use wind energy has been expanding significantly. Currently, the country stands out in the global wind scenario occupying the ninth position among the countries with largest installed capacity of accumulated wind power, leading the Latin American market. The Northeast (NE) has the highest wind potential in the country. However, there is a great variability in wind speed due to climatic diversity. The NE is divided into four sub-regions, Litoral, Agreste, Sertão e Meio Norte. There are different institutions that provide wind speed data, essential variable to study, related to deployment and wind power generation. This study analyzed wind speed time series coming from two different database, INMET and ERA-40. The records provided by INMET were obtained by conventional stations at 10 m above ground during the period from 1961 to 2001 at 00, 12 and 18h. The historical series of ERA-40 belong to a global grid with spatial resolution of 2.5 × 2.5 records at 10 m above ground at 00, 06, 12, 18h during the period from 1957 to 2001. The objective is to study spatial and temporal variability of wind speed and to measure the degree of similarity between the conventional stations (INMET) and reanalysis (ERA-40) database in order to quantify the degree of regularity of the time series and the degree of similarity between two time series using the methods Sample Entropy and cross-Sample Entropy of information theory. Due to lack of information on the basis of INMET, analyzes were performed on eight years of simultaneous data (1993 to 2000) to the database INMET and ERA-40, for the series of 00h, 12h, Full/Total (original series) and Daily (average per day). The results show that the highest wind speed records for different series are in the North of the four sub-regions. The Sample Entropy showed highest wind speed regularity in Meio Norte, where the wind speed is lower, with better predictability. The cross-Sample Entropy showed that there is moderate synchronization between the series INMET and ERA-40, indicating an overestimation or underestimation of ERA-40 data in relation to INMET data. The Meio Norte is the region with highest similarity between INMET and ERA-40 series. Examining the regularity of ERA-40 through all the observations from 1957 to 2001 using the Sample Entropy, it was found that the regions with higher wind speed have better predictability of wind speed temporal series, and that different regions with similar mean wind speed can have a different predictability. / O uso de fontes renováveis tem crescido mundialmente e, no Brasil o incentivo ao uso de energia eólica tem sido ampliado de forma expressiva. Atualmente, o país destaca-se no cenário eólico mundial ocupando a nona posição entre os países que tiveram maiores capacidades instaladas acumuladas de energia eólica, liderando o mercado Latino-Americano. A região Nordeste (NE) detém o maior potencial eólico do país. Todavia, apresentando grande variedade na velocidade do vento devido a diversidade climática. A extensa área está dividida em quatro sub-regiões, Litoral, Agreste, Sertão e Meio Norte. Existem diferentes instituições que disponibilizam dados da velocidade do vento, variável essencial para estudo relacionados à implantação e geração de energia eólica, sobre o NE. Neste trabalho foram analisadas séries históricas de velocidade do vento oriundas de duas bases de dados distintas, Instituto Nacional de Meteorologia (INMET) e ECMWF Re-Analyses (ERA-40). Os registros disponibilizados pelo INMET foram obtidos por meio de estações convencionais instaladas a 10 m do solo durante o período de 1961 a 2001, às 00, 12 e 18h. As séries históricas da ERA-40 pertencem a uma grade mundial com resolução espacial de 2, 5 × 2, 5 em registros realizados a 10 m do solo durante as 00, 06, 12, 18h durante o período de 1957 a 2001. O objetivo é estudar a variabilidade espaço temporal da velocidade do vento e medir o grau de similaridade entre as bases de dados de estações convencionais (INMET) e de reanálise (ERA-40), afim de quantificar o grau de regularidade da série temporal e o grau de similaridade entre duas séries temporais, utilizando os métodos Sample Entropy e cross-Sample Entropy da teoria da informação. Devido a falta de informações na base do INMET, as análises foram realizadas no período de oito anos de dados simultâneos (1993 a 2000) para a base de dados do INMET e da ERA-40, para as séries as 00h, 12h, Completa/Total (série original), Diária (média por dia), para . Os resultados mostram que os maiores registros de velocidade do vento para diferentes séries encontram-se no Norte das quatro sub-regiões. A Sample Entropy, apresentou maior regularidade da velocidade do vento no Meio Norte, área onde a velocidade do vento é menor, apresentando melhor previsibilidade nesta área. A cross-Sample Entropy mostrou uma sincronização moderada das séries do INMET e ERA-40, indicando uma superestimação ou subestimação dos dados da ERA-40 em relação aos dados do INMET. O Meio Norte representa também, a região com melhor similaridade entre as séries do INMET e ERA-40. Ao analisar a regularidade da ERA-40 por meio de todas as observações do período de 1957 a 2001 utilizando a Sample Entropy, foi possível identificar que as regiões de maior velocidade do vento também apresentam melhor previsibilidade para as séries. Além de, indicar que áreas distintas com comportamento das médias da velocidade do vento semelhantes podem apresentar previsibilidade diferentes.

Submitted by Fabio Sobreira Campos da Costa (fabio.sobreira@ufpe.br) on 2017-07-17T16:14:10Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Dissertação_Camila F. Wanderley de C. B. Moraes_versão Final.pdf: 2535411 bytes, checksum: d1c049b373557622907f11095871b5d0 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-17T16:14:11Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Dissertação_Camila F. Wanderley de C. B. Moraes_versão Final.pdf: 2535411 bytes, checksum: d1c049b373557622907f11095871b5d0 (MD5) Previous issue date: 2015-02-27 / O crescimento da energia eólica no Mundo vem fomentando a geração de uma grande quantidade de dados observacionais oriundos de torres anemométricas. Tais dados são imprescindíveis a várias aplicações, entre as quais se destacam: a análise de viabilidade com respeito à implantação de centrais eólicas (na fase de prospecção) e avaliação do desempenho dos aerogeradores (na fase de operação da central eólica). Por exemplo, os dados observacionais do vento em superfície são empregados para a parametrização, calibração e validação dos modelos utilizados na avaliação do recurso eólico. Portanto, a análise de viabilidade para implantação de centrais eólicas é fortemente dependente da qualidade dos dados observacionais. Porém, apesar da importância de tais dados, são ainda extremamente escassas as publicações sobre garantia e controle de qualidade aplicados a dados anemométricos. De maneira a tentar mitigar esta lacuna do setor eólico, propõe-se, neste trabalho, um procedimento objetivo (automático) para a garantia da qualidade que permita o tratamento de quantidades massivas de dados observacionais, quantidades para as quais se tem como inviável o emprego de procedimentos subjetivos (baseados, por exemplo, no “olho treinado” de um meteorologista) ou mesmo semiobjetivos (semiautomáticos). O procedimento objetivo proposto está baseado em uma sequência de testes organizados em duas grandes classes: testes globais (que avaliam a qualidade de uma série temporal como um todo) e testes locais (que avaliam a qualidade de conjuntos de dados e mesmo dados individuais), sendo 3 as principais inovações deste trabalho: a introdução de uma análise paramétrica objetiva no teste do limite, a realização de um teste objetivo de consistência espacial para a verificação de dados individuais e (a mais relevante) a aplicação de um método objetivo para inferir os parâmetros dos testes. O procedimento objetivo proposto para a garantia da qualidade foi experimentado sobre os dados observacionais de velocidade média do vento (integrados em 10 min) oriundos de quatro torres anemométricas localizadas no litoral do Rio Grande do Norte. Tanto o procedimento como os resultados são aqui apresentados e discutidos. / The world wind power growth has been responsible for the generation of a huge amount of observational data from anemometrical masts. Such data are essential to several applications, being highlighted some of them: the feasibility analysis with respect to the deployment of wind farms (in the exploration phase) and the performance evaluation of wind turbines (during the wind farms operation phase). For example, surface wind observational data are used for parameterization, calibration and validation of models used for the wind resource assessment. Therefore, the feasibility analysis concerning the installation of wind farms is strongly dependent on the observational data quality. However, despite the importance of such data, publications on quality assurance and quality control applied to observational wind data are extremely scarce. In order to try to mitigate this gap in the wind sector, this work aims to establish an objective (automatic) procedure for quality assurance which addresses the treatment of a massive amount of observational data considering that for such amount it is unfeasible the employment of subjective procedures (for example, based on the "trained eye" of a meteorologist) or even a semi-objective (semi-automatic) procedure. The proposed objective procedure is based on a sequence of tests organized into two classes: the global tests (which evaluate the quality of a time series as a whole) and the local tests (which evaluate the quality of data clusters and even individual data), being the main innovations the addition of a parametric analysis in the range test, the addition of an objective spatial consistency test for verifying individual data and the (most important) the employment of an objective method to infer parameters of the tests. The proposed objective procedure for quality assurance was tested on 10 min-averaged wind speed observational data from four anemometrical masts located in the coastal region of the state of Rio Grande do Norte, Brazil. Both the procedures and the results are presented here.

Made available in DSpace on 2015-05-08T14:57:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 1906808 bytes, checksum: c9f35f40f740e498e4aa3392c91ed370 (MD5) Previous issue date: 2014-02-28 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / This work is in the context of distributed micro-generation through the use of wind power in urban areas. Generally, the installation of wind power generation systems is preceded by an analysis of the potential generation. From a study of methods and technologies for monitoring the wind velocity, it was decided to develop a monitoring system formed by a network of 10 sensor nodes capable of recovering energy from the environment for its operation, avoiding the need for batteries or connection to the power network. Each sensor node is comprised of a micro-turbine that feeds a DC generator, and an RF transceiver for sending data to a processing center. While providing a voltage dependent on wind speed, the set micro-turbine generator provides the energy necessary for the operation of the transceiver. The performance of the prototype was evaluated by means of a wind tunnel developed during the work. The system included a data acquisition board with microcontroller to measure the voltage at the output of the generator (in different load conditions), a reference anemometer to measure the wind speed in the tunnel, and a computer for acquisition and processing of the experimental data. The developed sensor node is able to operate with speeds greater than 3.5 m/s, threshold near the operating threshold of wind turbines for distributed generation wind (3.0 m/s). Keywords: Wind Micro-turbine, Monitoring Wind Speed, Sensor Node. / Este trabalho se insere no contexto da micro-geração distribuída através do aproveitamento da energia eólica em áreas urbanas. Geralmente, a instalação de sistemas de geração eólica é precedida por uma análise do potencial de geração. A partir de um estudo de métodos e tecnologias para o monitoramento da velocidade do vento, decidiu-se por desenvolver um sistema de monitoramento formado por uma rede de 10 nós sensores capazes de recuperar energia do ambiente para seu funcionamento, de forma a evitar a necessidade de baterias ou conexão à rede elétrica. Cada nó sensor é composto por uma microturbina que alimenta um gerador CC, e um transceptor RF para envio dos dados a uma central de processamento. Ao mesmo tempo em que fornece uma tensão dependente da velocidade do vento, o conjunto microturbina-gerador fornece a energia necessária ao funcionamento do transceptor. O desempenho do protótipo desenvolvido foi avaliado por intermédio de um túnel de vento desenvolvido ao longo do trabalho. O sistema de aquisição de dados incluiu uma placa com microcontrolador para medição da tensão na saída do gerador (em diferentes condições de carga), um anemômetro de referência para medição da velocidade do vento no túnel, e um computador para aquisição e processamento dos dados experimentais. O nó sensor desenvolvido é capaz de funcionar com velocidades do vento maiores que 3,5 m/s, limiar próximo do limiar de funcionamento das turbinas eólicas para geração distribuída (3,0 m/s).

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2016-05-31T20:42:20Z No. of bitstreams: 1 AlexandreTorresSilvaDosSantos_TESE.pdf: 4479347 bytes, checksum: 3c5c147ce62a6256530f17e60cf8fb0f (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2016-06-03T00:41:26Z (GMT) No. of bitstreams: 1 AlexandreTorresSilvaDosSantos_TESE.pdf: 4479347 bytes, checksum: 3c5c147ce62a6256530f17e60cf8fb0f (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-03T00:41:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 AlexandreTorresSilvaDosSantos_TESE.pdf: 4479347 bytes, checksum: 3c5c147ce62a6256530f17e60cf8fb0f (MD5) Previous issue date: 2014-12-08 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior (CAPES) / O objetivo deste trabalho foi determinar a variabilidade sazonal-interanual e tend?ncia da velocidade do vento e validar o modelo num?rico de mesoescala para depois acoplar com o modelo num?rico de microescala no intuito de obter recursos e?licos em algumas localidades no Nordeste do Brasil (NEB). Para isso usamos dois conjuntos de dados de velocidade do vento (esta??es meteorol?gicas e torres anemom?tricas) e dois modelos din?micos; um de mesoescala e outro de microescala. Usamos ferramentas estat?sticas para avaliar e validar os dados medidos e simulados. As simula??es do modelo din?mico de mesoescala foram realizadas atrav?s de m?todos de assimila??o de dados (relaxamento newtoniano e filtro de Kalman). Os principais resultados apontam: (i) Cinco grupos homog?neos de velocidade do vento no NEB com valores maiores no inverno e primavera e menores para ver?o e outono; (ii) A variabilidade interanual da velocidade do vento em alguns grupos se destacaram com valores maiores; (iii) A circula??o de grande escala modificada por fen?menos El Ni?o e La Ni?a alterou a intensidade da velocidade do vento para os grupos com maiores valores; (iv) A an?lise de tend?ncia mostrou valores negativos mais significativos para os grupos G3, G4 e G5 em todas as esta??es do ano e na m?dia anual; (v) O desempenho do modelo din?mico de mesoescala apresentou menores erros nas localidades Paracuru e S?o Jo?o do Cariri e maiores erros foram observados em Triunfo; (vi) Aplica??o do filtro de Kalman diminuir significativamente os erros sistem?ticos apresentados nas simula??es do modelo din?mico de mesoescala; (vii) Os recursos e?licos apontam que as ?reas Paracuru e Triunfo s?o favor?veis para gera??o de energia, sendo que a t?cnica de acoplamento ap?s valida??o apresentou melhor resultado para Paracuru. Conclu?mos que o objetivo do estudo foi alcan?ado, sendo poss?vel agora identificar tend?ncias em grupos homog?neos do comportamento do vento, al?m de avaliar ? qualidade das simula??es tanto com o modelo din?mico de mesoescala como de microescala para responder quest?es necess?rias antes de planejar projetos de pesquisas na ?rea e?lica. / The objective of this study was to determine the seasonal and interannual variability and calculate the trends of wind speed in NEB and then validate the mesoscale numerical model for after engage with the microscale numerical model in order to get the wind resource at some locations in the NEB. For this we use two data sets of wind speed (weather stations and anemometric towers) and two dynamic models; one of mesoscale and another of microscale. We use statistical tools to evaluate and validate the data obtained. The simulations of the dynamic mesoscale model were made using data assimilation methods (Newtonian Relaxation and Kalman filter). The main results show: (i) Five homogeneous groups of wind speed in the NEB with higher values in winter and spring and with lower in summer and fall; (ii) The interannual variability of the wind speed in some groups stood out with higher values; (iii) The large-scale circulation modified by the El Ni?o and La Ni?a intensified wind speed for the groups with higher values; (iv) The trend analysis showed more significant negative values for G3, G4 and G5 in all seasons and in the annual average; (v) The performance of dynamic mesoscale model showed smaller errors in the locations Paracuru and S?o Jo?o and major errors were observed in Triunfo; (vi) Application of the Kalman filter significantly reduce the systematic errors shown in the simulations of the dynamic mesoscale model; (vii) The wind resource indicate that Paracuru and Triunfo are favorable areas for the generation of energy, and the coupling technique after validation showed better results for Paracuru. We conclude that the objective was achieved, making it possible to identify trends in homogeneous groups of wind behavior, and to evaluate the quality of both simulations with the dynamic model of mesoscale and microscale to answer questions as necessary before planning research projects in Wind-Energy area in the NEB

Submitted by (ana.araujo@ufrpe.br) on 2016-08-01T19:24:52Z No. of bitstreams: 1 Leda Valeria Ramos Santana.pdf: 2437098 bytes, checksum: f1ab02f82d16ec8b95e0800f78ab7585 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-01T19:26:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Leda Valeria Ramos Santana.pdf: 2437098 bytes, checksum: f1ab02f82d16ec8b95e0800f78ab7585 (MD5) Previous issue date: 2014-02-17 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Wind speed distribution depends on relief of a certain region, in the case of Brazilian Northeast (NE) there are four subregions with different characteristics of relief: Atlantic Rainforest zone, Agreste, North-Eastern Backlands and Northeast Mid North. Among probability distributions that were proposed for wind data, Weibull, General-ized Gamma and Rayleigh distributions were found to be most appropriate to model wind speed variability in many locations. In this work we analyze ERA-40 data, during the period 1958-2001, to evaluate which probability distribution is most suitable to describe temporal variability of wind speed in NE. ERA-40 is a re-analysis of meteor-ological observations from September 1958 to August 2002 produced by the European Centre for Medium-Range Weather Forecasts (ECMWF) in collaboration with many institutions. The data were produced using different sources such as radiosondes, ocean buoys, satellites and meteorological stations, and have temporal resolution of 6h and spatial resolution of 2.5ox2.5º. The two parameter Weibull distribution is found to be the best for modeling frequency distribution of wind speed data for most of the NE. The coastal zone is characterized by strongest winds and smallest temporal variability. These results can be used to evaluate the wind energy potential at NE and the influence of wind on various environmental phenomena as soil erosion, rainfall, dune formation and dispersion of seeds and poluents. / A distribuição da velocidade do vento depende do relevo de uma determinada região, no caso do Nordeste brasileiro são quatro sub-regiões com características de relevo distintas: Meio Norte, Sertão, Agreste e Zona da Mata. Entre as distribuições de probabilidade que foram propostas para dados de vento, a distribuição Weibull, Gama Generalizada e a Rayleigh são consideradas as mais apropriadas para modelar a variabilidade da velocidade do vento em muitos locais. Neste trabalho foram analisados dados da ERA-40, durante o período 1958-2001, para verificar que distribuição de probabilidade é mais adequada para descrever a variabilidade temporal da velocidade do vento no NE. A ERA-40 é uma re-análise de observações meteoro-lógica de Setembro de 1958 a Agosto de 2002 produzida pelo European Centre for Medium-Range Weather Forecasts (ECMWF) em colaboração com muitas institui-ções. Os dados são produzidos usando diferentes fontes tais como radiossondas, boias oceânicas, satélites e estações meteorológicas. E tem resolução temporal é de 6 h e espacial de 2.5º x 2.5º. A distribuição Weibull de dois parâmetros é considera-da a melhor para modelar a distribuição de frequência dos dados da velocidade do vento para a maior parte do NE. A faixa litorânea é caracterizada por altas velocidades e baixa variabilidade temporal. Estes resultados podem ser usados para avaliar o potencial eólico do NE e, a influência do vento sobre vários fenômenos ambientais como erosão do solo, precipitação, formação de dunas, dispersão de sementes e poluentes.

[pt] Após o choque de racionamento de energia elétrica, decorrente do desequilíbrio entre oferta e demanda, os vários setores da sociedade brasileira constataram a real e iminente necessidade de diversificação das fontes de geração de energia elétrica e de seu uso racional. Busca-se hoje novas fontes, entre as quais a energia eólica, uma alternativa nova e promissora. A energia eólica está aumentando no mundo todo e o Brasil tem um enorme potencial devido a sua localização geográfica e o governo tem investido neste tipo de energia. O principal objetivo desta dissertação é estudar e desenvolver modelos de previsão de velocidade de vento, de curto prazo da velocidade do vento. Os métodos de amortecimento exponencial, em particular o método de Holt-Winters e suas variações, são apropriados para este contexto devido à sua alta adaptabilidade e robustez. Para aplicação da metodologia considerou-se o município de São João do Cariri (Estado de Paraíba), onde está localizada uma das estações de referência do projeto SONDA (Sistema Nacional de Dados Ambientais para o setor de energia). Será utilizado o método de Holt-Winters, que será comparado com os modelos: de persistência, neuro-fuzzy (ANFIS) e estatísticos. / [en] After the shock of electricity rationing, due to the imbalance between supply and demand, the various sectors of the Brazilian society found a real and imminent need to diversify sources of electricity generation and its rational use. New sources are searched today, including wind power, a promising new alternative. Wind energy has been increasing worldwide and Brazil has huge potential due to its geographical location and the government has invested in this type of energy. The main objective of this thesis is to study and develop forecasting models, of short-term wind speed. The methods of exponential smoothing, in particular the method Holt-Winters and its variations, are suitable in this context because of its high adaptability and robustness. The city of São João do Cariri (State of Paraíba), where it is located one of the reference stations of project SONDA (National Environmental Data for the energy sector) was chosen in order to apply the methodology. The method that will be used is Holt-Winters, who will be compared with the models: persistence, neuro-fuzzy (ANFIS) and statistics.

O trabalho consiste em ajustar ("matching") dois perfis verticais de vento distintos, sendo um da torre anemométrica com 6 níveis (6,0; 10,0; 16,3; 28,5; 43,0 e 70,0m) obtidos por medidas diretas de anemômetros e outro da radiossondagem com determinação do vento feita pela técnica do GPS até 500m, em camadas verticais de 50m. O resultado foi a obtenção de um único perfil usando a metodologia de interpolação com "splines" cúbicas, detecção do desvio médio ("bias") entre os perfis e o ajuste ("matching") dos perfis, evitando bruscas variações do perfil médio. Foi realizado um estudo de caso real com a determinação de trajetória de foguetes lançados no Centro de Lançamento de Alcântara chegando a um resultado de que o ponto de impacto atinge o campo de dispersão com erros menores de 10% em relação ao seu raio usando os ajustes de perfil.

Submitted by Luciclea Silva (luci@ufpa.br) on 2018-11-20T16:16:30Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 9 bytes, checksum: 42dd12a06de379d3ffa39b67dc9c7aff (MD5) Tese_Modelohibridobaseado.pdf: 2923843 bytes, checksum: 6646b898a2999050d56c3e291110b46d (MD5) / Approved for entry into archive by Luciclea Silva (luci@ufpa.br) on 2018-11-20T16:16:59Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 9 bytes, checksum: 42dd12a06de379d3ffa39b67dc9c7aff (MD5) Tese_Modelohibridobaseado.pdf: 2923843 bytes, checksum: 6646b898a2999050d56c3e291110b46d (MD5) / Made available in DSpace on 2018-11-20T16:16:59Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 9 bytes, checksum: 42dd12a06de379d3ffa39b67dc9c7aff (MD5) Tese_Modelohibridobaseado.pdf: 2923843 bytes, checksum: 6646b898a2999050d56c3e291110b46d (MD5) Previous issue date: 2018-08-30 / FAPEAM - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Amazonas / A geração de energia elétrica através de turbinas eólicas é uma das alternativas praticamente inesgotáveis de geração de energia elétrica. Ela é considerada uma fonte de energia limpa, porém ainda necessita de muita pesquisa para desenvolvimento de ciência e tecnologias que assegurem uma uniformidade na geração, propiciando uma maior participação desta fonte na matriz energética tanto no Brasil quanto no mundo, pois o vento apresenta bruscas variações na velocidade, densidade e em outras variáveis importantes. Nos sistemas elétricos de base eólica, cada horizonte de previsão é aplicado em um determinado segmento específico, previsão de minutos, horas, semanas, meses e anos futuros do comportamento do vento, desta forma pode-se avaliar a disponibilidade de energia para o próximo período, uma informação relevante no despacho das unidades geradoras e no controle do sistema elétrico. Esta tese teve como proposta, desenvolver modelos de previsão a ultra curto, curto, médio e longo prazo da velocidade do vento, baseado em técnicas de inteligência computacional, usando modelos de Redes Neurais Artificiais, SARIMA e modelos híbridos e prever a capacidade da geração de potência para cada horizonte. Para aplicação da metodologia utilizou-se as variáveis meteorológicas do banco de dados do sistema de organização nacional de dados ambientais SONDA, estação de Petrolina, do período de 01 de janeiro de 2004 à 31 de março de 2017. O desempenho dos modelos foi comparado com 5, 10 e 20 passos para frente, considerando minutos, horas, dias, semanas, meses e anos como horizonte de previsão. O modelo hibrido obteve melhor resposta na previsões dentre as quais destacou-se o horizonte de horas. / The electric power generation through wind turbines is one of the practically inexhaustible alternatives sources of electric power. It is considered a source of clean energy, but still requires a lot of research to develop science and technologies that ensure uniformity in generation, providing a greater participation of this source in the energy matrix in Brazil as in the world, because the wind presents abrupt variations speed, density, and other important variables. In wind-based electrical systems, each forecast horizon is applied to a specific segment, forecast of minutes, hours, weeks, months, and future years of wind behavior, in order to evaluate the availability of energy for the next period, relevant information in the dispatch of the generating units and in the control of the electric system. This thesis aimed to develop ultra-short, short, medium and long-term prediction models of wind speed, based on computational intelligence techniques, using Artificial Neural Networks, SARIMA models and hybrid models and to predict the generation capacity of power for each horizon. For the application of the methodology, the meteorological variables of the database of the national environmental data system SONDA, Petrolina station, were used for the period from January 1st, 2004 to March 31st, 2017. The performance of the models was compared with 5, 10 and 20 steps forward, considering minutes, hours, days, weeks, months and years as the forecast horizon. The hybrid model obtained better response in the forecasts, among which the hour horizon was highlighted.

Orientador: Antonio Wagner Forti / Resumo: Com o crescente aumento da demanda nacional de energia elétrica, da preocupação com os impactos ao meio ambiente e dos custos da energia proveniente da queima de combustiveis fosseis, usados para complementar a matriz energética brasileira e que a cada ano a sua utilização mostra-se cada vez mais inviável. É de extrema importância e indispensável que a adoção de novas alternativas de produção de energia capazes de suprir essa crescente demanda, sejam ao mesmo tempo confiável, econômica e sustentável. Neste contexto, o presente projeto de pesquisa busca, por intermédio da aplicação de um estudo de caso, realizar uma análise de viabilidade técnica e econômica para o aproveitamento da energia solar e eólica como alternativa energética renovável no Instituto Federal de Roraima – Campus Amajarí, localizado no norte do Estado de Roraima a 3°37‘55” de latitude Norte, 61°24‘41” de longitude oeste e altitude média de 88 m. A partir da análise preliminar realizada com base nos dados da irradiação solar e velocidade do vento coletados da estação de meteorologia instalada no IFRR – Campus Amajarí, entre os anos de 2015 a 2018, foi constatado que a variação mensal da irradiação solar diária se mantém em valores altos no decorrer do ano com média anual de 5,26kWh/m².dia. Quanto a análise dos registros da velocidade do vento, registrou-se uma velocidade média de 1,94m/s, com a predominância do regime de ventos abaixo de 1 m/s e uma densidade média de potência eólica igual a 17W/m, demonstra... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: With the increase in the demand for electric energy, combustion caused damages to the environment and the costs of the energy from the combustion of combustion, was used to complement the Brazilian energy matrix and that each year is an operation becomes increasingly unfeasible. It is extremely important and essential that an adoption of new energy production alternatives be able to expand, be sustainable, economical and sustainable. This study, the present in this case, the inter-application of the case of the experimental case in the development of economical energy and wind like the case of solar energy and wind and alternative in renewable at the Federal Institute of Roraima - Campus Amajarí, located in the north of the State of Roraima at 3°37'55 "north latitude, 61°24'41" west longitude and average altitude of 88 m. From the preliminary analysis carried out based on data from the solar irradiation and wind speed of the meteorological station installed in the IFRR - Campus Amajarí, between the years of 2015 to 2018, it was verified that a monthly variation of the daily solar irradiation remains in values during the year with an annual average of 5.26kWh /m².day. As one of the series of wind speed records, an average of 1,94 m / s was recorded, with a predominance of winds below 1 m/s and an average wind power of 17 W/m, demonstrating low potential for wind farms. The study of financial viability for the different hypotheses has been one of the most profitable indicators:... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre