Análise de dados auxilia no planejamento do setor

Como gerar mais com menos? A geração de energia renovável vem ganhando força ao longo dos últimos anos, segundo dados da EPE – Março/2020, o Brasil já conta com mais de 600 parques eólicos implantados, representando o sétimo maior mercado de instalações onshore do mundo. No balanço anual, a Figura 1 mostra comparativamente a oferta (MW) de projetos cadastrados de cada fonte, onde se destaca a crescente participação das fontes eólicas e solar ao longo dos últimos anos.
Figura 1: Participação de cada fonte nos leilões – Percentual da capacidade dos projetos cadastrados. Fonte: EPE – Março/2020

Nota-se que a fonte de geração eólica começou a ganhar destaque desde 2007, atingindo seu ápice em 2013, com 60% da participação. Por outro lado a massa de dados meteorológicos acompanha esse mesmo crescimento, com mais de 800 estações anemométricas instaladas para avaliação do recurso eólico no Brasil (Figura 2). Com essa massa crescente de dados pontuais de sensores anemométricos a construção de um banco de dados robustos começa a ser possível, o que facilita estudos e pesquisas na área de meteorologia, aplicado ao setor eólico.

Porém, quais sistemas meteorológicos foram responsáveis pelo comportamento do vento em períodos específicos no passado?

Ao analisar a Figura 2, nota-se que a maior parte dos projetos eólicos habilitados entre 2009 e 2019 está concentrada na Região Nordeste do Brasil (NEB), muito relacionado com características atmosféricas favoráveis para geração de energia eólica nesta região, principalmente no segundo semestre do ano. Portanto a caracterização dos fenômenos meteorológicos nessas regiões é extremamente importante para a criação de cenários ótimos de produção. Essa análise de dados e de fenômenos meteorológicos não só favorecem a melhor interpretação sazonal do comportamento do vento ao longo dos anos, como também pode ajudar no planejamento futuro de tomada de decisão para este setor.
Figura 2: Localização das torres anemométricas dos projetos habilitados, de 2009 até 2019. Adaptado: EPE – Março/2020.

Mas como planejar o futuro a partir destes dados?

As incertezas neste processo começam desde o inicio dos projetos eólicos, relacionadas à produção de energia em determinado local que irá afetar na garantia física dos empreendimentos. Após o parque eólico já em operação, ter informações precisas sobre a intensidade e direção do vento para os próximos dias se torna um diferencial operacional, não só para o planejamento de geração ao longo dos dias, como também para o planejamento dos serviços de manutenção nas melhores janelas meteorológicas.

Pensando nisso a Climatempo vem desenvolvendo ao longo dos últimos anos metodologias específicas para melhorar a previsão do vento em diversos parques eólicos do Brasil. Além de caracterizar o comportamento de sistemas meteorológicos atuantes em determinada região e seu impacto sazonal na geração eólica, também é utilizada uma metodologia de pós-processamento para correção das previsões de vento baseada nos dados observados nas torres anemométricas dos parques eólicos. As Figuras 2 e 3 ilustram o resultado final deste processo com a validação, correção e previsão para os próximos dias.
Figura 2: Análise comparativa

Na parte superior: Intensidade e direção do vento observado (linha sólida preta) e previsto (linha sólida vermelha) das duas últimas semanas e previsão da próxima semana (Linha tracejada vermelha).

Na parte inferior – Média diária da intensidade do vento observado (linha sólida vermelha), erro absoluto máximo (sombreado claro) e erro absoluto (sombreado escuro).
Figura 3: Rosa dos ventos – Direção predominante dos ventos para as duas últimas semanas e por último a direção predominante prevista para a próxima semana.

Como citado anteriormente, um ponto importante é a caracterização dos principais fenômenos meteorológicos que podem causar perturbações no comportamento dos ventos na região do parque eólico. Por exemplo, no NEB se destacam a Zona de Convergência Intertropical (ZCIT) que é um importante fenômeno causador de chuva na região e que pode impactar na perturbação regional dos ventos, assim como, os Vórtices Ciclônicos de Altos Níveis (VCANs) que dependendo de sua posição podem impactar de forma negativa na geração eólica em regiões específicas do NEB. Já na região Sul do Brasil, podemos destacar as frentes frias que podem apresentar um padrão mais oceânico ou continental, os Sistemas Convectivos de Mesoescala (SCM), dentre outros.

Ao analisar e caracterizar a influência desses fenômenos na geração eólica durante os últimos anos se torna mais fácil indicar semanas que poderão produzir mais ou menos de acordo o comportamento da atmosfera, principalmente em escala sinótica. A Figura 4 ilustra a variação na intensidade do vento e o fenômeno responsável por tal variação para um parque eólico no Sul do Brasil.
Figura 4: Variação na intensidade do vento e sua relação com os fenômenos meteorológicos.

Por fim, nos resta o planejamento a longo prazo, ou seja, como será a tendência de produção eólica até o final do ano? Será que teremos uma tendência de produção positiva no segundo semestre? Para responder estas perguntas e outros grandes desafios do setor eólico, a Climatempo conta com uma equipe de pesquisadores localizados em nosso laboratório de P&D no Parque Tecnológico de São José dos Campos. Afinal, em um mundo onde o vento é receita, as empresas deste setor precisam ter visão de longo prazo para planejar suas ações financeiras e otimizar seu crescimento.

Por Meteorologista Vitor Hassan – Msc. em Ciências Atmosféricas

Assessoria de Comunicação da Climatempo

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