Os dados disponíveis no nosso site têm por finalidade auxiliar integradores atuando na área de energia solar no dimensionamento de sistemas. Embora possam ser obtidos gratuitamente em outros locais na Internet, eles encontram-se aqui reunidos e formatados de forma a simplificar não apenas a sua obtenção mas também a sua utilização.
Trata-se de dados relativos a todas as localidades do território brasileiro (definidas por longitude e latitude) e que são usualmente necessários, por exemplo, no dimensionamento de sistemas fotovoltaicos quando se utilizam planilhas ou mesmo softwares de simulação (como o PVSyst). Eles vão desde informações essenciais, como irradiação solar e temperatura, até dados complementares, como umidade relativa do ar e velocidade do vento — tudo disponível de maneira prática, rápida e segura em um só local.
Além de serem originários de fontes tradicionais e confiáveis, os dados são tratados de forma responsável pela nossa equipe, sempre respeitando padrões científicos adequados ao seu uso e conteúdo.
A informação disponível se divide em três tipos:
Por uma questão de organização, os dados são distribuídos em duas planilhas Excel (arquivo tipo ".xlsx") distintas compactadas em um arquivo tipo ".zip". Uma das planilhas contém apenas os dados originais sem qualquer tratamento; a outra planilha possui as irradiações em planos inclinados que calculamos.
A área de abrangência dos dados se limita ao território brasileiro. Para mais detalhes, veja as seções logo abaixo.
Acreditamos que também seja de interesse do integrador fotovoltaico a nossa ferramenta de estimativa preliminar que auxilia no dimensionamento de sistemas.
Lançada em 2017, a segunda edição do Atlas Brasileiro de Energia Solar do INPE (ref. [1]) tornou-se rapidamente referência de mercado como fonte de informação de incidência de irradiação solar sobre todo o território nacional.
As informações disponíveis são:
Todas as irradiações são fornecidas em [kWh/m²/dia] e são médias mensais convertidas para valores diários. A resolução espacial dos dados é de 0,1° tanto em longitude quanto em latitude (aproximadamente 10km no equador). Os dados que distribuímos em nosso site apenas reproduzem fielmente, e com permissão, aqueles presentes na base de dados do INPE (fonte [1]) sem qualquer tratamento ou modificação.
A equipe de pesquisas do INPE (e seus colaboradores) desenvolveram o modelo Brasil-SR que permite obter dados de incidência solar a partir de imagens de satélites (da série GOES). A base de dados do INPE foi baseada em 17 anos de coleta de informações a intervalos que variam de 15 minutos a 1 hora. Os valores de irradiação obtidos são calibrados, através de avançadas técnicas estatísticas, por comparação com medições em solo provenientes de duas principais redes de sensores terrestres: SONDA, mantida pelo próprio INPE e colaboradores; e estações de medições automáticas do INMET (Instituto Nacional de Meteorologia). Para maiores detalhes, recomendamos a leitura do Atlas Brasileiro de Energia Solar do INPE (ref. [1]) que pode ser obtido gratuitamente na Internet.
A NASA (National Aeronautics and Space Administration) mantém o site The POWER Project onde disponibiliza gratuitamente um grande número de informações solarimétricas e meteorológicas. Nós coletamos aqui apenas alguns dados meteorológicos que consideramos mais relevantes para o dimensionamento de sistemas solares, são eles:
Todos os valores são médias mensais com resolução espacial de 0,5° tanto em longitude quanto em latitude (aproximadamente 50km no equador).
A NASA disponibiliza o acesso a essa informação de alta qualidade com algumas comunidades em mente; no nosso caso, reproduzimos alguns dos dados voltados para a comunidade SSE - Surface meteorology and Solar Energy.
A geração dos dados meteorológicos é feita pela NASA por meio do modelo Global Modeling and Assimilation Office (GMAO) / Modern Era Retrospective-Analysis for Research and Applications (MERRA-2) (ref. [2]) e se baseia em dados de satélite coletados ao longo de 30 anos (de janeiro de 1984 a dezembro de 2013).
O terceiro conjunto de dados é gerado pela Virtux a partir de procesamento realizado nos dados originais descritos acima. Eles se referem ao valor das irradiações incidentes em superfícies inclinadas e voltadas para várias direções (azimutes) e não somente o Norte. O objetivo desses dados é fornecer ao integrador uma ideia bem mais precisa do quanto se perde em termos de incidência solar (e, portanto, de geração elétrica fotovoltaica) devido a orientações diferentes da ideal.
Como cada montagem é um caso diferente, nós fornecemos as irradiações em inclinações que variam desde a horizontal (0°) até 90° em passos de 5° e em todos os azimutes indicados na Rosa dos Ventos a seguir:
onde:
Por uma questão geométrica, azimutes simétricos em relação ao Norte resultam nos mesmos valores de irradiação; ou seja, a mesma tabela de irradiação (em função da inclinação) pode ser usada para os azimutes NE e NO, por exemplo. Assim, basta calcular os 9 conjuntos de dados indicados acima para cobrirmos todas as direções indicadas na Rosa dos Ventos.
Observamos que, no mercado de energia solar, são usadas várias formas de estimar qual a incidência de irradiação em uma superfície inclinada a partir daquela incidente em uma superfície horizontal. A grande maioria delas, no entanto, se baseia em fórmulas simplórias de estimativa e utiliza apenas a latitude da localidade em questão. Além disso, a maioria dessas fórmulas se aplica somente a superfícies voltadas para o Norte geográfico.
No nosso caso, realizamos simulações que consideram não apenas a latitude mas também a irradiação solar incidente na localidade para realizar a transposição da irradiação horizontal para a inclinada (e nos diversos azimutes). Ou seja, nossos resultados dependem da latitude, longitude e clima (nível de incidência solar). Por fim, nosso método se aplica a qualquer azimute e não apenas ao Norte; em particular, fornecemos resultados nas 16 direções mostradas na Rosa dos Ventos logo acima.
A seguir, apresentamos os passos que realizamos para calcular as irradiações:
Assim, quando um usuário especifica a latitude e longitude da localidade que lhe interessa, nós realizamos o seguinte procedimento para obter os dados desejados:
As referências que usamos para cálculo são tradicionais na literatura técnica e bem testadas em diversos trabalhos científicos pelo mundo todo. Constantemente surgem novos trabalhos que apresentam técnicas mais recentes porém menos testadas. O ganho mostrado é em geral incremental, a complexidade de implementação é bem maior e não fica claro se elas apresentariam os mesmos resultados que os autores descrevem em outras partes do mundo; veja, por exemplo, as referências: [9], [10] e [11]. Assim, optamos pelas técnicas mais tradicionais e comprovadas.
A planilha que contém os dados da Virtux também possui um gráfico para cada azimute com as seguintes informações:
Além disso, as planilha também têm as linhas de maior incidência solar anual e de maior mínimo mensal pintadas da mesma cor que as curvas correspondentes no gráfico, para facilidade de identificação.
A inclinação que resulta em maior incidência solar anual é de especial interesse para sistemas conectados à rede, pois a geração excedente será armazenada no sistema de geração e distribuição e poderá ser usada na forma de créditos futuros. Além disso, em momentos de pouca irradiação, a instalação do cliente é alimentada pela rede e não corre o risco de ficar sem energia.
Para sistemas autônomos, não conectados à rede, a curva de maior mínimo mensal costuma ser a opção preferida pois reduz a possibilidade de descarga completa da bateria e de deixar a instalação do cliente sem energia.
“Atlas Brasileiro de Energia Solar (2017) LABREN / CCST
INPE (Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais)”
“These data were obtained from the NASA Langley Research Center (LaRC) POWER Project funded through the NASA Earth Science/Applied Science Program”
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