ESTIMATIVAS DE IRRADIAÇÃO SOLAR GLOBAL POR DIFERENTES MÉTODOS DE REGRESSÃO BASEADOS EM HORAS DE BRILHO SOLAR
DOI:
https://doi.org/10.59627/cbens.2024.2459Palavras-chave:
Modelagem de Radiação solar, Métodos de RegressãoResumo
O objetivo deste estudo consistiu em avaliar diferentes métodos de estimativa para a irradiação solar global, em superfície horizontal e em escala diária (MJ/m2/dia), para a cidade de Botucatu, São Paulo, Brasil. Além do método linear tradicional de Angstrom-Prescott, foram consideradas funções polinomiais de grau 2 a grau 4, bem como abordagens logarítmicas e exponenciais. Os dados de brilho solar utilizados para desenvolver o modelos empíricos foram coletados por um software, utilizando técnicas de processamento digital de imagens. O período de 01/01/2015 a 31/12/2015 foi selecionado para o desenvolvimento dos modelos empíricos. O desempenho dos modelos empíricos foi avaliado por meio dos indicadores MBE, rMBE, RMSE, rRMSE e r. Para classificar os modelos com melhor desempenho utilizou-se o Índice de Desempenho Global (IDG). A utilização do IDG simplificou a análise de desempenho dos modelos empíricos, permitindo integrar os resultados individuais dos indicadoes em um único valor. O modelo de polinômio de grau 3 apresentou maior acurácia para estimar a irradiação solar global na cidade de Botucatu.
Downloads
Referências
Alam, S., Kaushik, S. C., Garg, S. N., 2009. Assessment of diffuse solar energy under general sky condition using artificial neural network, Applied Energy, vol. 86, n. 4, pp. 554-564.
Anis, Md. S. et al., 2019. Generalized models for estimation of global solar radiation based on sunshine duration and detailed comparison with the existing: A case study for India, Sustainable Energy Technologies and Assessments, vol. 31, pp. 179-198.
Aras, H., Balli, O., Hepbasli, A., 2006. Global solar radiation potential, part 1: model development, Energy Sources,vol. 1, pp. 303-315.
Bayrakçi, H. C., Demircan, C., Keçebaş, A., 2018. The development of empirical models for estimating global solar radiation on horizontal surface: A case study, Renewable and Sustainable Energy Reviews, vol. 81, pp. 2771-2782.
Bahel, V., Bakhsh, H., Srinivasan, R., 1987. A correlation for estimation of global solar radiation, Energy, vol. 12, pp. 131-135.
Behar, O., Khellaf, A., Mohammedi, K., 2015. Comparison of solar radiation models and their validation under Algerian climate: the case of direct irradiance, Energy Conversion and Management. vol. 98, pp. 236-251.
Beruski, G. C., Pereira, A. B., Sentelhas, P. C., 2015. Desempenho de diferentes modelos de estimativa da radiação solar global em Ponta Grossa, PR, Revista Brasileira de Meteorologia, vol. 30, n. 2, pp. 205-213.
Bexaira, K. P. et al., 2018. Coeficientes de Angströn-Prescott para Estimar a Radiação Solar no Rio Grande do Sul, Revista Brasileira de Meteorologia, vol. 33, n. 3, pp. 401-411.
Da Silva, E. P. P. B. et al., 2021. Parametrização das Equações de Hargreaves & Samani e Ångström-Prescott Para Estimativa da Radiação Solar em Goiânia-GO, Revista Brasileira de Meteorologia, vol. 36, n. 4, pp. 683-688.
Da Silva, M. B. P. et al., 2017. Performance of the Angstrom-Prescott Model (A-P) and SVM and ANN techniques to estimate daily global solar irradiation in Botucatu/SP/Brazil, Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics, vol. 26, pp. 11-23.
Das, A., Park, J., Park, J., 2015. Estimation of available global solar radiation using sunshine duration over South Korea, Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics, vol. 134, pp. 22-29.
Despotovic, M. et al., 2015. Review and statistical analysis of different global solar radiation sunshine models, Renewable and Sustainable Energy, vol. 56, pp. 1869-1880.
De Souza, J. L. et al., 2016. Empirical models of daily and monthly global solar irradiation using sunshine duration for Alagoas State, Northeastern Brazil, Sustainable Energy Technologies and Assessments, vol. 14, pp. 35-45.
El-Metwally, M., 2004. Simple new methods to estimate global solar radiation based on meteorological data in Egypt, Atmospheric Research, vol. 69, pp. 217-239.
Estação Meteorológica Lageado - EML, 2023. Estações meteorológicas. Disponível em: http://estacaolageado.fca.unesp.br/index.php. Acesso em: 28 fev. 2023.
Estação Solarimétrica Lageado - ESL, 2023. Laboratório de Agrometeorologia e Radiometria Solar. Disponível em: http://solarimetria.fca.unesp.br. Acesso em: 28 fev. 2023.
Franco, J. R. et al., 2023. Atualização da normal climatológica e classificação climática de Köppen para o município de Botucatu-SP, Irriga, vol. 28, n. 1.
Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística - IBGE, 2023. Panorama do município de Botucatu - SP. Cidades: IBGE, 2023. Disponível em: https://cidades.ibge.gov.br/brasil/sp/botucatu/panorama. Acesso em: 28 fev. 2023.
Iqbal, M., 1983. An introduction to solar radiation, Ontario: Academic Press.
Jamil, B., Siddiqui, A. T., 2018. Estimation of monthly mean diffuse solar radiation over India: performance of two variable models under different climatic zones, Sustainable Energy Technologies and Assessments, vol. 25, pp. 161-180.
Jin, Z., Yezheng, W., Gang, Y., 2005. General formula for estimation of monthly average daily global solar radiation in China, Energy Conversion and Management, vol. 46, pp. 257-268.
Khorasanizadeh, H., Mohammadi, K., 2016. Diffuse solar radiation on a horizontal surface: reviewing and categorizing the empirical models, Renewable and Sustainable Energy Reviews, vol. 53, pp. 338-362.
Li, M. F. et al., 2013. General models for estimating daily global solar radiation for different solar radiation zones in mainland China, Energy Conversion and Management, vol. 70, pp. 139-148.
Liu, X. et al., 2012. Assessing models for parameters of the Ångström–Prescott formula in China, Applied Energy, vol. 96, pp. 327-338.
Mecibah, M. S. et al., 2014. Introducing the best model for estimation the monthly mean daily global solar radiation on a horizontal surface (Case study: Algeria), Renewable and Sustainable Energy Reviews, vol. 36, pp. 194-202.
Medeiros, F. J., Silva, C. M. S., Bezerra, B. G., 2017. Calibration of Ångström-Prescott Equation to Estimate Daily Solar Radiation on Rio Grande do Norte State, Brazil, Revista Brasileira de Meteorologia, vol. 32, n. 3, pp. 409-461.
Millán-Ocampo, D. E. et al., 2021. Electrochemical deposition of copper using a modified electrode with polyaniline film: Experimental analysis and ANN-based prediction, Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers, vol. 123, pp. 272-283.
Mohammadi, K. et al., 2015. Support vector regression based prediction of global solar radiation on a horizontal surface, Energy Conversion and Management, vol. 91, pp. 433-441.
Paulescu, M. et al., 2016. Ångström–Prescott equation: Physical basis, empirical models and sensitivity analysis, Renewable and Sustainable Energy Reviews, vol. 62, pp. 495-506.
Raniero, M. R., 2020. SunCounter: Programa computacional para contagem automatizada de horas de brilho solar registradas por heliógrafos, Dissertação de Mestrado, Faculdade de Ciências Agronômicas, Universidade Estadual Paulista, Botucatu.
Rensheng, C. et al., 2006. Estimating daily global radiation using two types of revised models in China, Energy Conversion and Management, vol. 47, n. 7-8, pp. 865-878.
Rincón, A. et al., 2018. Bias correction of global irradiance modelled with weather and research forecasting model over Paraguay, Solar Energy, vol. 170, pp. 201-211.
Sólis-Pérez, J. E. et al. Artificial neural networks with conformable transfer function for improving the performance in thermal and environmental processes, Neural Networks, vol. 152, pp. 44-56.
Souza, A. P. et al., 2022. Estimativa das componentes da radiação solar incidente em superfícies inclinadas baseadas na radiação solar global horizontal, Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, vol. 15, n. 3, pp. 277-288, 2011.
Tahir, Z. R. et al., 2021. Estimation of daily diffuse solar radiation from clearness index, sunshine duration and meteorological parameters for different climatic conditions, Sustainable Energy Technologies and Assessments, vol. 47, pp. 101544.
Teke, A., Yildirim, H. B., 2014. Estimating the monthly global solar radiation for Eastern Mediterranean Region. Energy Conversion and Management, vol. 87, pp. 628-635.
Trnka, M. et al., 2005. Global solar radiation in Central European lowlands estimated by various empirical formula, Agricultural and Forest Meteorology, vol. 131, pp. 54-76.
Ulgen, K., Hepbasli, A., 2004. Solar radiation models. Part 2: comparison and developing new models, Energy Sources, vol. 26, pp. 521-530.
Varejão-Silva, M. A., 2006. Meteorologia e Climatologia, Versão Digital 2.
World Meteorological Organization - WMO, 2012. Guide to Meteorological Instruments and Methods of Observation, Geneva: World Meteorological Organization, n. 8.
Yaniktepe, B., Genc, Y. A., 2015. Establishing new model for predicting the global solar radiation on horizontal surface, International Journal of Hydrogen Energy, vol. 40, pp. 15278-15283.
Zhao, N., Zeng, X., Han, S., 2013. Solar radiation estimation using sunshine hour and air pollution index in China, Energy Conversion and Management, vol. 76, pp. 846-851.