Avaliação do recurso solar por satélite : uma base sólida para inclusão da energia solar na matriz energética do Uruguai

Abstract

O Uruguai enfrenta uma transição em sua forma de gerar e utilizar energia. As energias renováveis têm papel central na política energética do país em médio e longo prazo. Nesse marco, demonstra-se a forte necessidade de melhorar o conhecimento do recurso solar, já que este é fundamental para o planejamento e desenho de dispositivos para o aproveitamento da energia solar. O primeiro Mapa Solar do Uruguai foi concluído em 2009 e, devido à metodologia utilizada, a informação gerada tem limitações importantes, que podem ser resolvidas utilizando-se um modelo baseado em imagens de satélite, validados por dados de terra de alta qualidade. Ajustou-se às particularidades do território uruguaio uma modificação de um modelo estatístico previamente existente. O mesmo se modificou introduzindo uma dependência de seus coeficientes com o brilho observado por satélite, o que melhorou sensivelmente seu desempenho. A ferramenta desenvolvida nos permite gerar séries horárias de irradiação de mais de 14 anos em qualquer ponto do território, de forma a tornar possível uma caracterização climatológica do recurso solar. Trabalhar em escala horária permite modelar adequadamente os componentes da radiação solar que são aproveitáveis por aplicações de energia solar. O modelo é aplicado para construir uma série de mapas mensais e anuais de potência solar, com resolução espacial efetiva de 2 km. Tais mapas representam um avanço substancial na quantidade e qualidade da informação disponível para o desenho de aplicações de engenharia no Uruguai. Apesar de sua simplicidade, todas as comparações realizadas, no curto ou longo prazo, em relação aos dados ou outros modelos de satélite, levam a concluir que o desempenho do modelo é excelente e comparável ao de modelos proprietários muito mais sofisticados .

Uruguay is facing a transition in the way that energy is used and generated. Renewable energies play a central role in the country's medium and long-term energy policies. In this context, there is a strong need to improve the knowledge of the solar resource, as this is essential for planning and designing solar energy facilities. Uruguay's first Solar Map was finished in 2009 and, due to the methodology used, the information provided has important limitations. These limitations can be solved using a satellite-based solar resource model validated with high-quality ground data. A previously existing statistical model was adjusted to the particular conditions of the Uruguayan territory. This basic model was improved by introducing a brightness dependence into its coefficients. The improved model has a reduced bias and a much better agreement with ground data. The resulting tool allows us to use satellite information to generate time series of more than 14 years of irradiation data at any site in the territory, with 2-km resolution. A climatological characterization of the solar resource is now possible. The hourly resolution allows a proper modelling of the different solar radiation components relevant to solar energy applications. The model is used to generate monthly or yearly solar potential maps. This represents a significant improvement in the amount and quality of solar information that is available for solar engineering applications in Uruguay. In spite of its simplicity, the comparisons made with other data, either short or long-term measurements, or other satellite-derived data, show an excellent performance, comparable to that of more sophisticated proprietary models.