Validação de dados de vento da reanálise ERA5-LAND para estimativa de potencial eólico no Estado do Rio de Janeiro

Abstract

A geração de energia eólica no Brasil é crescente. Todavia, ainda é difícil encontrar regiões com disponibilidade de dados de vento consistentes e confiáveis. Uma solução alternativa para este problema é a utilização de dados de reanálise meteorológica. Diante disso, o objetivo principal deste trabalho foi avaliar a confiabilidade dos dados de vento da reanálise ERA5-Land visando obter uma avaliação preliminar do potencial eólico no estado do Rio de Janeiro. Para tanto, foram utilizados dados horários de velocidade e direção do vento de duas estações meteorológicas automáticas do Instituto Nacional de Meteorologia (INMET), localizadas nos municípios de Macaé e Campos dos Goytacazes, nos períodos de 01/01/2007 a 31/12/2018 e de 01/01/2009 a 31/12/2018, respectivamente. Os dados do ERA5-Land foram extraídos, para os mesmos períodos, do ponto de grade mais próximo das duas estações meteorológicas selecionadas. O desempenho dos dados de reanálise foi avaliado através da evolução temporal, sazonal (por estação do ano) e horária (de 6 em 6 horas). Inicialmente, a comparação dos dados foi realizada com gráficos de análise descritiva. Em seguida, foram utilizadas métricas estatísticas que auxiliam na avaliação do grau de semelhança entre a reanálise e a observação. Por fim, foi calculada a densidade de potência dos dois conjuntos de dados. De acordo com os resultados obtidos, há uma boa concordância entre os dados observados e os de reanálise ao longo de todo o período analisado. Os dados da reanálise ERA5-Land conseguem reproduzir os ciclos sazonais e horários da velocidade do vento nas duas regiões estudadas, assim como o comportamento geral da série temporal. No entanto, o ERA5-Land apresentou tendência de superestimar a velocidade do vento. Com isso, a densidade de potência estimada com base nos dados do ERA5-Land atingiu, em geral, aproximadamente o dobro do valor obtido quando estimado com base nos dados observados, deixando transparecer uma fragilidade quanto à aplicação em estudos de aproveitamento eólico.