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Previous issue date: 2017-08-25 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior (CAPES) / O presente estudo tem por principal objetivo estudar doze modelos de banda larga para c?u limpo para estimativa de Irradia??o Direta Normal (IDN), e escolher o mais adequado para as condi??es clim?ticas da cidade de Natal-RN. Para tal, fez-se necess?ria uma revis?o acerca dos principais m?todos de estimativa e medi??o da IDN para determinar qual o melhor entre esses, e utiliza-lo na pesquisa. Em seguida estimou-se o valor do coeficiente de turbidez de Angstrom (?), utilizando um modelo matem?tico de parametriza??o proposto por Louche et al. (1987). Para a estimativa de ? e o c?lculo dos valores de IDN dos modelos utilizados no trabalho, tomou-se como base dados da esta??o meteorol?gica do CTG?S-ER, localizada em Natal-RN (altitude 84 m; latitude 5,82?S, longitude 35,23?W). A esta??o solar tamb?m forneceu dados de IDN mensurados a partir de um pireli?metro, onde foi poss?vel comparar os resultados obtidos a partir dos modelos com os mensurados, e verificar a viabilidade desses modelos para as condi??es clim?ticas da regi?o estudada. O valor de ? ? apresentado neste trabalho em m?dias mensais. O resultado obtido segue em partes o padr?o esperado, que ? de menores valores de ? nos meses de inverno, e maiores valores de ? nos meses de ver?o. Os meses de Dezembro e Janeiro destoam desse padr?o, devido principalmente ? quantidade de chuvas incidente nesses meses ser superior em mais de 40% para o m?s de Janeiro, e de 200% para o m?s de Dezembro, quando comparado com a m?dia dos ?ltimos dez anos. Os valores m?nimos e m?ximos apresentados para ? s?o de 0,094 em Julho e de 0,128 em Mar?o. Essa proximidade de valores ? decorrente de n?o haver uma varia??o consider?vel no valor de espessura de precipita??o de ?gua ao longo do ano, principalmente pelo fato da temperatura m?dia em Natal ser praticamente a mesma ao longo de todo o ano. Com rela??o aos modelos de banda larga, estes foram divididos em dois grupos para an?lise, considerando a quantidade de par?metros de entrada. Os que precisam de quatro ou menos par?metros s?o considerados modelos simples, e os que precisam de mais de quatro par?metros, modelos complexos. Para valida??o dos resultados encontrados, utilizou-se seis m?todos estat?sticos, o Erro M?dio Bias (MBE), a Raiz Quadr?tica do Erro M?dio (RMSE), o Teste t-estat?stico (TT), a Incerteza Expandida (U95), o Coeficiente de Correla??o de Pearson (r) e o Coeficiente de Determina??o (R2). Os modelos foram classificados e rankeados de acordo o desempenho de cada um dos m?todos estat?sticos, calculados atrav?s do Indicador de Performance Global (IPG). Os resultados obtidos mostram que, para a cidade de Natal, a quantidade de par?metros n?o determina o desempenho dos modelos, j? que os modelos simples obtiveram um dos tr?s melhores resultados, e tamb?m os dois piores. / The present study has as main objective to study twelve broadband models for clean sky to estimate Direct Normal Irradiation (IDN), and to choose the most suitable for the climatic conditions of the city of Natal-RN. To do this, a revision was necessary about the main methods of estimation and measurement of IDN to determine the best among them, and used it in the research. Then the value of the Angstrom turbidity coefficient (?) was estimated using a mathematical model of parameterization proposed by Louche et al. (1987). For the estimation of ? and the calculation of the IDN values of the models used in the study, data from the CTG?S-ER meteorological station, located in Natal-RN (altitude 84 m, latitude 5.82 ? S, longitude 35.23 ? W). The solar station also provided IDN data measured from a pyreliometer, where it was possible to compare the results obtained from the models with those measured, and verify the viability of these models for the climatic conditions of the studied region. The value of ? is presented in this work in monthly averages. The obtained result follows in parts the expected pattern, which is of lower values of ? in the winter months, and higher values of ? in the summer months. The months of December and January fall short of this pattern, mainly due to the amount of rainfall in these months being more than 40% higher in January and 200% in December compared to the average of the last ten years. The minimum and maximum values presented for ? are 0.094 in July and 0.128 in March. This proximity of values is due to the fact that there is not a considerable variation in the value of water precipitation thickness throughout the year, mainly because the average temperature in Natal be practically the same throughout the year. Regarding broadband models, these were divided into two groups for analysis, considering the number of input parameters. Those that need four or fewer parameters are considered simple models, and those that need more than four parameter complex models. In order to validate the results, we used six statistical methods, the Mean Bias Error (MBE), the Mean Error Root Mean (RMSE), the t-statistic (TT), the Expanded Uncertainty (U95), the Coefficient of Pearson correlation (r) and the Determination Coefficient (R2). The models were classified and ranked according to the performance of each of the statistical methods, calculated through the Global Performance Indicator (GPI). The results show that for the city of Natal, the number of parameters does not determine the performance of the models, since the simple models obtained one of the three best results, and also the two worst ones.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufrn.br:123456789/24419 |
| Date | 25 August 2017 |
| Creators | Praxedes, Kelvin da Cruz |
| Contributors | 42364973368, Bessa, Kleiber Lima de, 01864959436, Santos, Samira de Azevedo, 01349942480, Tapia, Gabriel Ivan Medina, Costa J?nior, Jo?o Carlos Arantes |
| Publisher | PROGRAMA DE P?S-GRADUA??O EM ENGENHARIA MEC?NICA, UFRN, Brasil |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFRN, instname:Universidade Federal do Rio Grande do Norte, instacron:UFRN |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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