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FRAÇÃO SOLAR K UV, K PAR E K IV : ANÁLISE VARIACIONAL E EQUA- ÇÕES DE ESTIMATIVA EM FUNÇÃO DE K T

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I CBENS - I Congrsso Brsiliro Enrgi Solr ABENS - Assoição Brsilir Enrgi Solr Forlz 8 11 ril 27 FRAÇÃO SOLAR E : ANÁLISE VARIACIONAL E EQUA- ÇÕES DE ESIMAA EM FUNÇÃO DE João Frniso Esoo Euro
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I CBENS - I Congrsso Brsiliro Enrgi Solr ABENS - Assoição Brsilir Enrgi Solr Forlz 8 11 ril 27 FRAÇÃO SOLAR E : ANÁLISE VARIACIONAL E EQUA- ÇÕES DE ESIMAA EM FUNÇÃO DE João Frniso Esoo Euro Nrini Goms Dprmno Rursos Nuris/ FCA/ UNESP / Bouu /SP /Brsil Amuri Prir Olivir Jyr Sors Dprmno Ciênis Amosféris IAG / USP / São Pulo / SP / Brsil 1.1 Rição Solr RESUMO: O rlo prsn s quçõs simiv orári iári pr s frçõs méis m função o íni lri nsiml. As orrlçõs s frçõs méis m função o íni lri rsulrm m quçõs simivs riro gru om lo ofiin rminção: orári (R 2 uv=9918; R 2 pr= 9849 R 2 iv= 9876) iári (R 2 uv = 9648 ; R 2 pr= 9476 R 2 iv= 9599). Os iniivos sísios vlição: MBE infrior 5.%; o RMSE infrior 1.% o iniivo Willmo suprior 8 mosrm qu s frçõs méis orári iári pom sr sims m função o íni lri om prisão. Plvrs-Cv: rição solr glol simiv. 1. INRODUÇÃO O méoo s simr riçõs por mio qução uj vriávl nr é our rição mi n suprfíi rrsr possui um limição singulr: vli qução é rsri o lol origm s mis ou rgiõs similrs limimn. Dss form uilizção um molo por mio riçõs não po sr sni ouros lois priniplmn no Brsil pís grn xnsão oninnl om ifrnçs limáis sn signifiivs nr s rgiõs. O molo proposo por Liu-Jorn m 196 o qul susiui rição qução simiv por frção limin grn pr pnêni o lol. A munç vriávl nr rição por frção m vngm liminr sionli porqu normlizção por um for qu pn o i lol limin igulmn muios os fios lois. É um lrniv éni onomimn viávl pois s quçõs porão sr snis ours rgiõs on rição glol é mi roin m omo vngm não nssir riômros solrs uso lvo ifíil frição. Ess molo vm sno uilizo por muios psquisors pr s riçõs: ifus ir foossinéi ulrviol (Liu & Jorn 196; Ers l. 1979; Iql 1979; Jovis l. 1996; Rinl l iris. 1995; Vignoli & Mnils l. 1986). Assim o rlo v omo ojivo snvolvr por mio o molo Liu-Jorn quçõs simiv orári iári pr s frçõs (H /G); (H /G) (H /G) m função (G/Ho) on H H H G são s riçõs ulrviol foossinéi infrvrml glol ingrs n or no i. 2. ANÁLISE ESAÍSICA DAS RADIAÇÕES HORÁRIA E DIÁRIA. A s os s riçõs uiliz n onção vlição s quçõs simiv s riçõs omprn os nos Os nos form uiliz- I CBENS - I Congrsso Brsiliro Enrgi Solr ABENS - Assoição Brsilir Enrgi Solr Forlz 8 11 ril 27 os n molgm o úlimo (25) n vlição. A. 1 2 prsnm s sísis pr rição orári iári por no quno o númro ors nrgi umul nrgi méi orári iári om svios prnuis. O númro ors rfr-s s ors m qu s quro riçõs form mis simulnmn sm prolms visão os riômros solrs no mpo xprimnl. Form liminos os is m qu oorrrm prlisçõs plo mnos um os riômros vio prolms lérios. No no 21 foi limino 1 i 15 is m 22 6 is m 23 8 is m is m 25. Form limins s ors o iniio o i s 5:3 às 7:3 no finl s 17:3 às 19:3 vio o orizon qu é limio por noss om prsnç rsrvs florsis. No no 21 form limins 1431ors 1441ors m ors m ors m ors m 25. l 1. Esísi s riçõs G orári no príoo Horári Ano Rição Hors Som Méi Dsvio Mínimo Máximo Vrição (MJ/m 2 ) (MJ/m 2 ) (%) (MJ/m 2 ) (MJ/m 2 ) (MJ/m 2 ) G G G G G A nrgi orári umul m no é proporionl o númro ors foi mior sguino sqüêni os nos A nrgi méi orári rlção nr nrgi umul númro ors foi mior n msm sqüêni os nos im mnionos. A nrgi méi orári rição glol é igul à som s riçõs méis oráris + +. O svio méi orári m prngm ifr nr os nos nr s riçõs. Os svios form miors n sqüêni os nos Enr s riçõs o mior svio méi foi o rição qu vriou 52% sguio s riçõs G om 41% om 41% om 39%. O inrvlo vrição ifrnç nr mior mnor nrgi orári vriou nos nos nr s riçõs on o mior inrvlo foi o o no 22. Enr s riçõs o mior inrvlo foi o rição qu vriou 17% sguio s riçõs G om 36% om 96% om 16%. A nrgi umul iári por no é proporionl o númro is foi mior sguino sqüêni os nos A nrgi méi iári foi mior n msm sqüêni os nos é mém igul à som s riçõs méis iáris + +. I CBENS - I Congrsso Brsiliro Enrgi Solr ABENS - Assoição Brsilir Enrgi Solr Forlz 8 11 ril 27 l 2. Esísi s riçõs G iári no príoo Diári no Rição Dis Som Méi Dsvio Mínimo Máximo Vrição MJ/m 2 MJ/m 2 (%) MJ/m 2 MJ/m 2 MJ/m 2 G G G G G O svio rição méi m prngm vriou nr nos riçõs. Os miors svios form n sqüêni os nos Enr s riçõs o mior svio méi foi o rição qu vriou 73% sguio s riçõs G m 69% m 65% m 57%. O inrvlo vrição nrgi iári vriou nr os nos s riçõs. O mior inrvlo foi o o no 21 sguio o os nos Enr s riçõs o mior inrvlo foi o rição qu vriou 376% sguio o s riçõs G om 3385% om 287% om 23%. 3. ANÁLISE DAS FRAÇÕES HORARIA E DIÁRIA. 3.1 Disriuição frqüêni sísi s frçõs orári A Fig. 1 mosr isriuição frqüêni s frçõs. pr os nos pr um ol ors. Rlizou-s um sgun liminção 24 frçõs n s s frçõs s quis ivrm origm m is uvosos uj nrgi orári r muio ix prouziu frçõs muio lvs ou muio ixs m rlção à mi. O númro frçõs oráris iminuiu pr m rlção o númro ors s riçõs. A isriuição frqüêni (Fig. 1) é o ipo imol om inrvlo vrição 1(mínimo) 9(máximo) om mior númro frçõs 156 ou 85% frção ol m 73. Conilizou-s o númro frçõs nos quro ipos orur éu omo : pr 35 mosfr nulos olizou 2414 frçõs ou 1952% o ol; pr 35 55 prilmn nul om ominâni éu ifuso 258 frçõs ou 228% o ol; pr 55 65 prilmn nulo om ominâni éu lro 216 frçõs ou 173% o ol 65 éu ro 5337 frçõs ou 4316% o ol. I CBENS - I Congrsso Brsiliro Enrgi Solr ABENS - Assoição Brsilir Enrgi Solr Forlz 8 11 ril 27 Numro Osrvçõs Numro Osrvçõs Inrvlo Frquni Oorrêni Inrvlo Frquni Oorrêni Numro Osrvçõs Numro Osrvçõs Inrvlo Frquni Oorrêni Inrvlo Frquni Oorrêni Figur 1 - Disriuição frqüêni s frçõs oráris () ; () ; () () A isriuição frqüêni s frçõs (Fig. 1 ) mosr qu os inrvlos vrição s frçõs são sn xnsos: frção vriou 3 73 om 258 frçõs ou 23% o ol m = 41; frção vriou no inrvlo om 4117 frçõs ou 333 % o ol m =4975 ; frção vriou 24 6 om 4462 frçõs ou 2825% o ol m =4725. A. 3 prsn sísi s frçõs méis om os rspivos svios m prngm frçõs mínims máxims sor o ol frçõs. Pr inrvlo ol frção méi oi foi = 5463 svio 371% nquno s frçõs méis form: =429 svio 135%; =4947 svio 58% =4624 svio 72%. l 3. Esísi s frçõs méis om rspivos svios m prngm frçõs mínims máxims sor o ol frçõs Frção Hors Méi Dsvio (%) Mínimo Máximo Vrição 3.2 Disriuição frqüênis sísi s frçõs iáris. A Fig. 2 mosr volução s frçõs iáris pr os quro nos. As voluçõs mosrm s rrísis szonis rnsmissão rição glol n mosfr ( ) s frçõs ( ) n suprfíi rrsr m omo sus vriçõs m função nulosi. As frçõs volum szonlmn igulmn quno à fs ms prsnm máximo no invrno mínimo no vrão nquno volum mém similrmn quno à fs porém om máximo no vrão mínimo no invrno. Os ois prs frçõs iáris volum prioimn fsos 18. I CBENS - I Congrsso Brsiliro Enrgi Solr ABENS - Assoição Brsilir Enrgi Solr Forlz 8 11 ril mpo (is) mpo (is) mpo (is) mpo (is) Figur 2- Evolução s frçõs () ; () ; () () iári pr os nos us pr onção s quçõs simiv. Em rlção à orur o éu nos is nulos prilmn nulos om prominâni éu ifuso s vriçõs oorrm vio à sorção pls nuvns vpor gu m mosféri. A vrição é smpr o vlor limi suprior frção o vlor limi infrior. As frçõs prsnm vriçõs invrss oorrm vio à rflxão ns nuvns ifusão os rossóis n mosfr smpr o vlor limi infrior o limi suprior s frçõs. A Fig. 3 mosr urv isriuição frqüêni iário os quros nos usos n molgm. Numro Osrvçõs Numro Osrvçõs Inrvlo Frquni Oorrêni Inrvlo Frquni Oorrêni Numro Osrvçõs Numro Osrvçõs Inrvlo Frquni Oorrêni Inrvlo Frquni Oorrêni Figur 3 - Hisogrm frqüêni s frçõs iáris: () ; () ; () (). A isriuição frqüêni (Fig. 3) prmiiu qunifir o númro is ns quro orurs o éu: 152 is nulosos; 255 is prilmn nulos om ominâni éu ifuso 271 is prilmn nulos om ominâni éu lro 395 is éu ro. A frção méi sor o ol is é 5433 om svio 36%. A. 4 mosr sísi s frçõs méis iáris om os rspivos svios m prngm s frçõs mínims máxims sor o ol 1274 is. I CBENS - I Congrsso Brsiliro Enrgi Solr ABENS - Assoição Brsilir Enrgi Solr Forlz 8 11 ril 27 l 4. Esísi s frçõs méis iáris om rspivos svios m prngm s frçõs mínims máxims sor o ol 1274 is. Dsvio Frção Dis Méi Mínimo Máximo Vrição (%) Pr o inrvlo ol frção méi foi = 5433 om svio 31% nquno s frçõs méis form =424 om svio 12%; =493 om svio 33% =464 om svio 43%. 4. RESULADOS E DISCUSSÃO 4.1 Equçõs Esimiv s frçõs oráris rs- A Fig. 4 mosr qu s orrlçõs s frçõs orizonl m função : n vril s frçõs vrição pr inrvlo m rs grivmn no snio rsn nquno qu n orizonl s frçõs vrim no snio vril possum um lrgo inrvlo nno o quilírio uv Figur 4 - Corrlçõs s frçõs m função. A us isprsão vril s frçõs sá ssoi à vrição mss ói. As frçõs são miors no snio rsn mss ói ou sj s frçõs são miors ns msss óis mnors nquno qu volução frção é mior no snio rsn mss ói ou in frção é mior n mss ói mior. N vrição orizonl s frçõs rsm rs no snio m qu umn nno um quilírio. As rsm m função munç orur o éu ms são miors n or- ur éu nulo ( 35) mnors n orur éu sm nuvns ( 65). A luiu form invrs às frçõs ou sj umn no snio rsn mnor n orur éu nulo mior m éu lro. A vrição s frçõs m função vo- sno é jusifiávl om s nos prossos inrção s riçõs n mosfr qu oorrm vio à sorção o vpor gu splmno ns nuvns isprsão plos rossóis. I CBENS - I Congrsso Brsiliro Enrgi Solr ABENS - Assoição Brsilir Enrgi Solr Forlz 8 11 ril 27 No inrvlo 35 m mosféri é nulos om lv onnrção nuvns vpor gu. As riçõs são lrgmn rflis pls nuvns por isso s frçõs n suprfíi rrsr são miors qu nos mis inrvlos. A rição omprimno on mior é formn sorvi pls nuvns vpor gu. Consqünmn frção n suprfíi rrsr nss inrvlo é mnor qu nos mis inrvlos. No inrvlo 65 orur éu é isn nuvns possui onnrçõs vpor gu rossóis vriávis pnns épo o no. No príoo s uvs mss jniro fvriro mrço ouuro novmro zmro mosfr possui l onnrção vpor gu ix rossóis s frçõs são miors qu no príoo sê mss ril mio juno julo goso smro on mosfr possui ix onnrção vpor gu l rossóis. A rição inrg muio pouo om rossóis vrição frção oorr simn vio à onnrção o vpor gu qu é vriávl o longo o no. Quno mis sê for mosfr mnor é frção n volução nul. Nos prossos inrção s riçõs om o vpor gu nuvns rossóis m qulqur ipo orur éu o rsimno é proporionl o résimo s vi-vrs. A nális om rgrssão linr o ipo spwis mosrrm qu s vriçõs s frçõs são frmn orrlions om s vriçõs (Esoo l. 25). Nss rlo pr jusr um função simpls opou-s por uilizr ns orrlçõs s frçõs méis pr inrvlo nsiml. Ess éni foi uiliz por ivrsos psquisors pr s frçõs ifus ir D rlions om inrvlos nsimis.(orgill & Hollns 1977; Ers l Broli l. 1982). A Fig. 5 mosr s orrlçõs s frçõs m função. As quçõs simiv orári om os ofiins rminção (R 2 ) são prsnos n Figur 5 - Equçõs Esimiv s Frçõs méis: () inrvlos. ; () () m função Os lvos vlors os ofiins rminção: R 2 uv=9918; R 2 pr= 9849 R 2 iv= 9976 mosrm qu s vriçõs s frçõs são m rlions às vriçõs. O rsulo foi onsiro om pr os s frçõs mlor n sqüêni pr. O jus qução riro gru é jusifio plo fo qu s voluçõs qu rsim ou qu rsi m função nno o quilírio m ( =395; =485; =476) omçrm rsr rsr rspivmn n orur éu ro m.65. I CBENS - I Congrsso Brsiliro Enrgi Solr ABENS - Assoição Brsilir Enrgi Solr Forlz 8 11 ril 27 l 5. Equçõs simiv pr s frçõs m função ofiin rminção. Equçõs Esimiv Horári R = ( ) 4727( ) - 151( ) ( ) 7622( ) ( ) ( ) ( ) ( ) = 9849 = 9876 A us ss singulri po sr nni por mio s vriçõs szonis (vrão invrno) s frçõs ns oniçõs éu ro. No vrão o splmno o vpor gu umn o númro frçõs o qul é mior qu s frçõs quilírio = 395 = 485. No invrno o splmno o vpor gu é ixo ornno grn miori s frçõs mnors qu s frçõs quilírio. A frção voluiu szonlmn om um fsgm 18 m rlção às voluçõs s frçõs é mínim no vrão máxim no invrno. No vrão grn miori frção possui vlors infriors à frção quilírio =476 no invrno grn miori frção possui vlors supriors à frção quilírio. Conilizs s frçõs miors mnors qu s frçõs quilírio Fig. 4 no inrvlo 65 osrvmos qu o rsimno s frçõs méis é vio mior quni frçõs supriors às frçõs quilírio =395 =485 qu sloou urv pr im. O résimo frção é vio mior quni frção infrior à frção quilírio =476 qul sloou urv pr ixo. 4.2 Equçõs Esimivs s frçõs Diáris. A Fig. 6 mosr orrlção s frçõs m função. Pr vrino 1 85 s frçõs iáris vrirm nos sguins inrvlos: 35 63; Assim pr molgm frção iári opou-s mém plo jus rvés s frçõs méis m inrvlo nsiml msmo lvno-s m on o mnor númro ponos Figur 6 - Corrlção s frçõs m função A Fig. 7 mosr s orrlçõs m função. 6 prsn s quçõs simiv os ofiins rminção (R 2 ). As frçõs méis iári rsm rs no snio rsn. I CBENS - I Congrsso Brsiliro Enrgi Solr ABENS - Assoição Brsilir Enrgi Solr Forlz 8 11 ril 27 l 6. Equçõs simiv iári pr s frçõs m função. Equçõs Esimiv R 2 2 ( ) ( ) ( ) \ ( ) ( ) 2 ( ) ( ) ( ) ( ) 3 = = = 9599 Os ofiins rminção R 2 uv = 9648 ; R 2 pr= 9476 R 2 iv= 9599 próximos 1 mosrm qu s vriçõs méis s são lmn orrlions à vrição. Os juss s quçõs iáris form mlors n sqüêni pr s frçõs Figur 7 - Frçõs méis: () ; () () m função inrvlos. 4.3 Vlição s Equçõs Esimiv Horári Diári. A. 7 prsn os iniivos sísios MBE RMSE jusmno n vlição s quçõs s s O sinl ngivo o iniivo MBE mosr qu simiv orári frção susim nquno qu o sinl posiivo o MBE pr ini qu suprsim mi. l 7. Iniivos sísios MBE RMSE jusmno vlição. Molo MBE(%) RMSE(%) Horári Diári O iniivo sísio MBE orário pr = - 16% = 15% = 32% foi onsiro om pois mosr qu simiv é orm o rro xprimnl. O iniivo sísio MBE iário foi pouo mlor qu o orári.o iniivo RMSE infrior 1% mosr qu s quçõs simm om ix isprsão on o smpno foi mlor pr simiv iári (= 25% = 28% = 75%) o qul é pouo infrior o RMSE orário (= 46%% = 55% = 97%). O ofiin pr simiv orári iári suprior 8 mosr qu o jus é om sisimn ns us priçõs om mlor smpno pr s frçõs. 5. CONCLUSÕES As frçõs s riçõs orári iári n suprfíi rrsr pnm fors limáios omo nulosi onnrçõs vpor gu rossóis m mosféri. As orrlçõs orári iári prouzirm quçõs simiv polinomil riro gru I CBENS - I Congrsso Brsiliro Enrgi Solr ABENS - Assoição Brsilir Enrgi Solr Forlz 8 11 ril 27 om ofiins rminção próximos 1. O jus foi mlor n sqüêni s frçõs. N vlição os iniivos sísios MBE RMSE oios pl omprção nr mi sim: MBE infrior 5% RMSE infrior 1% suprior 8 mosrm qu s quçõs pom sr uilizs n simiv orári iári s frçõs prir rição glol om o prisão xião om vngm pr s quçõs iáris. REFERÊNCIAS BAROLI B. CUOMO V. AMAO U. Diffus n n omponns of ily glol riion in Gnov n Mr. Solr Enrgy v.28 p ERBS D.G. LEIN S.A. DUFFIE J.A. Esimion of iffus riion frion for ourly ily n monly-vrg glol riion. Solr Enrgy v.28 p ESCOBEDO J. F. GOMES E. N. OLEIRA A. P. DAL PAI A. SOARES J. Equçõs simiv pr s frçõs solr kuv kpr kiv m função o íni lri k orário iário mnsl. In: Congrso Argnino Morologi 25 Bunos Airs. Anls o IX Congrso Argnino Morologi. 25. IQBAL M. A suy of Cnin iffus n ol solr riion - I Monly vrg ily orizonl riion. Solr Enrgy v.1 p JACOVIDES C. P. HADJIOANNOU L. PASHIARDIS S. SEFANOU L. On iffus frion of ily n monly glol riion for isln of Cyprus. Solr Enrgy v.56 n.6 p LIU B. Y. H. JORDAN R. C. inrrlionsip n rrisi isriuion of ir iffus n ol solr riion. Solr Enrgy v.3 n.4 p ORGILL J. F. HOLLANDS. G.. Corrlion quion for ourly iffus riion on orizonl surf. Solr Enrgy v.19 n.3 p REINDL D.. BECMAN W. A. DUFFIE J. A. Diffus frion orrlions. Solr Enrgy v.45 n.1 p IRIS M. IRIS Ç.ÜRE I.E. Corrlions of monly-vrg ilyglol iffus n m riions wi ours of rig sunsin in Gz urky. Enrgy Convrsion v.37 v. 9 p VIGNOLIA F. MDANIELS D.. Bm-glol orrlions in pifi norws. Solr Enrgy v.36 p E SOLAR FRACIONS: SEASONAL ANALYSIS AND ESIMAE EQUAIONS AS A FUNCION OF ABSRAC: is work prsns quions o sim ourly n ily ulrviol ( ) poosyni iv ( ) n infrr ( ) solr riion frions s funion of nsiml lrnss inx. orrlions of n frions s funion of l o ir gr quions wi ig rminion offiins: ourly (R 2 =.9918; R 2 =.9848 n R 2 =.9876) n ily (R 2 =.9648; R 2 =.9476 n R 2 =.9599). sisil iniors of vliion wr: MBE lowr n 5.%; RMSE lowr n 1.% n of Willmo igr n.8. s rsuls sow n ourly n ily frions oul urly sim s funion of. ywors: glol solr riion n solr riion Esim of n riion. Agrimno: À FAPESP o CNPq plo poio finniro.
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