Avaliação da precipitação como variável exógena na previsão de geração eólica de curto prazo de uma central eólica no Ceará

Abstract

A energia eólica vem despontando como uma das principais fontes renováveis de energia no Nordeste do Brasil, especialmente nos últimos anos, devido à escassez hídrica e a sua complementariedade energética sazonal à geração hidráulica. Desde 2014, o Brasil está entre os dez países do mundo com maior capacidade instalada de energia eólica. Em 2016, a capacidade instalada era de cerca de 10 GW com previsão de alcançar 16 GW, em 2021. O Nordeste concentra 85% deste total. O objetivo do trabalho foi avaliar a inclusão da variável exógena precipitação na previsão de geração eólica de curto prazo de uma central eólica no estado do Ceará. Foram utilizados dados diários de: geração eólica verificada do Operador Nacional do Sistema Elétrico; velocidade do vento verificada do Sistema de Medições Anemométricas da Empresa de Pesquisa Energética; precipitação pluviométrica diária da Agência Nacional de Águas e da Funceme; índices climáticos do NCEP; previsão da velocidade do vento do modelo ETA (15 km). Neste trabalho foram utilizados os seguintes softwares/métodos: RClimdex para cálculo dos índices de extremos climáticos; WRPLOT para caracterização do regime de ventos; SPSS para análise da correlação de Pearson; cálculo do Índice de Anomalia de Chuva e utilização do software NeuroHidro. Dentre os principais resultados, destacam-se: predominância de tendências negativas de diminuição da precipitação total com chuvas distribuídas e concentradas em curto período de tempo; existência de uma relação inversamente proporcional entre o Índice de Anomalia de Chuva e o Fator de Capacidade da geração eólica; as correlações obtidas evidenciaram que o regime de ventos e precipitação das estações analisadas é influenciado pelas variações de temperatura do Oceano Atlântico e Oceano Pacífico, com uma maior correlação positiva do Atlântico Norte. O aumento da temperatura da superfície do mar dos oceanos Atlântico Norte e Pacífico equatorial, especificamente, nas regiões Niño 1+2 e Niño 3 provoca uma redução da precipitação e uma intensificação na velocidade dos ventos nas estações estudadas da região litorânea dos estados do Ceará e Rio Grande do Norte. As correlações obtidas com o Atlântico Sul não apresentaram significância estatística. Em relação ao regime de ventos, constatou-se uma maior intensidade dos ventos no período seco e uma menor intensidade no período úmido, sendo os ventos mais intensos no segundo semestre do ano. As previsões da velocidade do vento do modelo ETA (15 km) apresentaram uma tendência em superestimar a velocidade do vento prevista com maiores desvios no período úmido. Os desvios da previsão de vento são mais elevados para velocidades de 4 a 6 m/s, enquanto que, os desvios são reduzidos para velocidades de 8 a 10 m/s. A inserção da variável exógena precipitação melhorou o desempenho do modelo de previsão de geração eólica no período úmido analisado, especificamente, para os dias com precipitação superior a 40 mm. Os resultados apresentados nesta pesquisa não podem ser generalizados para todo o Nordeste. Os resultados obtidos contribuirão para o aprimoramento dos modelos de previsão de geração eólica e podem subsidiar o planejamento energético do Sistema Interligado Nacional.