Banca de DEFESA: AUGUSTO DE RUBIM COSTA GURGEL

Uma banca de DEFESA de DOUTORADO foi cadastrada pelo programa.
DISCENTE : AUGUSTO DE RUBIM COSTA GURGEL
DATA : 26/02/2024
HORA: 14:00
LOCAL: Videoconferência
TÍTULO:

DENSIDADE DE POTÊNCIA EÓLICA A PARTIR DE COMBINAÇÃO DE MULTIMODELOS CLIMÁTICOS REGIONAIS NO NORDESTE DO BRASIL PARA O PASSADO RECENTE E FUTURO.

PALAVRAS-CHAVES:

CORDEX-CORE. Reanálise ECMWF-ERA5. Densidade de potência eólica. Regressão por Componentes Principais. Machine Learning.

PÁGINAS: 135
RESUMO:

 

 O aumento significativo na demanda de energia e consequente aumento da emissão de gases de efeito estufa fez com que fontes de energia limpa passassem a ser mais exploradas em todo o Globo. No Brasil, em especial, observou-se o desenvolvimento das energias eólica e solar, principalmente, na região do Nordeste do Brasil (NEB). Dessa forma, o objetivo geral desta pesquisa foi combinar multimodelos (ensembles) de alta resolução pertencentes ao projeto CORDEX a partir de técnicas de Médias Aritmética, Combinação Convexa, Regressão por Componentes Principais e Machine Learning a fim de diminuir incertezas e projetar com mais precisão a velocidade do vento e a densidade de potência eólica para áreas do NEB sob dois cenários climáticos para um futuro próximo (2041-2060) e distante (2080-2099). A tese está organizada no formato de artigos. No primeiro artigo, avaliou-se como a velocidade do vento se relacionava com outras variáveis climáticas. Para tanto, utilizou-se a Análise de Componentes Principais (ACP) para correlacionar a velocidade do vento com a temperatura do ar, a umidade relativa do ar e a precipitação a partir do Modelo Climático Regional (MCR) RegCM4.7_HadGEM2-ES para o Rio Grande do Norte, no passado recente de 1986 a 2005. Como resultado, a CP1 apresentou 75,74% da variabilidade dos dados e autovalor acima de 1, representando alta intensidade da velocidade do vento, temperatura elevada, baixa umidade relativa do ar e precipitação durante os meses entre agosto e dezembro. A velocidade do vento teve forte correlação negativa com a precipitação e umidade relativa do ar, -0,91 e -0,94, respectivamente. No segundo artigo, foi calculada a densidade de potência eólica para áreas do NEB no passado recente de 1986 a 2005. Diante disso, primeiramente, validou-se a reanálise ECMWF-ERA5 com os dados observados do Xavier. A partir da análise dos resultados obteve-se coeficiente de correlação de Pearson moderado, entre 0,4 a 0,7, e bias entre -1m/s e 1m/s (exceto para o inverno austral) em todo o NEB. Em seguida, os MCR RegCM4.7, RCA4 e Remo2009 foram validados com a reanálise, e observou-se valores de superestimação acima de 1m/s em diversas áreas do NEB no período seco (julho a dezembro). Devido a alta variabilidade climática do NEB e sua grande extensão territorial, além da alta resolução dos MCR, foram escolhidas quatro áreas para estudo. Baseando-se na quantidade de parques eólicos e nos diferentes aspectos climáticos, foram escolhidas: o norte do Ceará (NCE), o norte do Rio Grande do Norte (N-RN), o Planalto da Borborema (Borborema) e o centro da Bahia (C-BA). Dessa forma, os MCR foram validados de forma individual em comparação à reanálise para cada área citada anteriormente. Os MCR com melhores índices estatísticos em cada área foram escolhidos para realizar o cálculo da densidade de potência eólica. O N-RN e o N-CE foram as áreas que apresentaram maior densidade de potência eólica no passado recente. Por fim, no terceiro artigo, foram aplicadas técnicas robustas para o conjunto de multimodelos (ensembles) baseando-se na média aritmética (técnica não robusta, porém largamente usada na literatura), combinação convexa, Regressão por Componentes Principais (sigla no Inglês, PCR) e Machine Learning, para as mesmas áreas escolhidas no artigo anterior e mesmo período (passado recente). As técnicas de média aritmética e combinação convexa apresentaram alta subestimação da velocidade do vento para o primeiro semestre, entre 1,5 a 2m/s (exceto a área da C-BA) e alta superestimação para o segundo semestre, com valores entre 1,5 a 2m/s, em todas as áreas do NEB. As demais técnicas conseguiram representar bem (medianas próximas – valores inferiores a 0,5m/s) a reanálise ECMWF-ERA5 em todas as áreas estudadas no NEB. A partir da análise do Diagrama de Taylor e dos índices estatísticos de concordância de Willmott e a razão dos desvio-padrão, a técnica que melhor representou a reanálise em todas as áreas de estudo do NEB, foi a PCR. Assim, a partir dessa técnica foi realizada o cálculo da densidade de potência eólica, tanto para o passado recente como para o futuro próximo e futuro distante, mediantes os RCP 2.6 e 8.5. Observou-se um decréscimo na densidade de potência eólica para todas as áreas quando comparados futuros com passado recente, com o decréscimo máximo de 3,86% no N-RN para o futuro distante via RCP8.5. Considerou-se portanto, que há uma estabilidade nos valores da densidade de potência eólica para o futuro próximo e distante. Portanto, a área do N-RN apresentou a maior densidade de potência eólica do NEB, seguido do N-CE, Borborema e C-BA, tanto para o passado recente quanto para os futuros próximo e distante.

 

MEMBROS DA BANCA:
Presidente - 1914304 - KELLEN CARLA LIMA
Externo à Instituição - DIEGO SILVEIRA COSTA NASCIMENTO - IFRN
Externo à Instituição - DOMINGO CASSAIN SALES - FUNCEME
Externo à Instituição - MARCOS SAMUEL MATIAS RIBEIRO - UFRA
Externa à Instituição - MAYTÊ DUARTE LEAL COUTINHO - INMET