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metadata.dc.type: Dissertação
Title: Análise de tendências e padrões climáticos para a mesorregião do sertão paraibano com ênfase nas energias renováveis
metadata.dc.creator: Medeiros, Susane Eterna Leite
metadata.dc.contributor.advisor1: Abrahão, Raphael
metadata.dc.description.resumo: A proposta deste trabalho foi compreender a dinâmica de evolução climática inerente à mesorregião do Sertão Paraibano, com o intuito de verificar os efeitos de suas mudanças sobre o potencial de produção de eletricidade por fontes renováveis, em particular a solar fotovoltaica e hidráulica, uma vez que essas dependem de recursos naturais que podem sofrer influência das condições climáticas. A mesorregião do Sertão Paraibano possui relevância social, econômica e ambiental por conter o maior complexo hídrico do estado, Coremas-Mãe D’água, utilizado tanto para o abastecimento da população quanto a irrigação e a geração de eletricidade por uma Pequena Central Hidroelétrica (PCH). No estudo sobre tendências com dados de precipitação, foram utilizadas cinco estações meteorológicas. O teste não-paramétrico de Mann-Kendall foi aplicado às séries de dados mensais, trimestrais, semestrais e anuais para cada estação. Os resultados indicaram tendência significativa de aumento para a precipitação, verificada em quatro das cinco estações meteorológicas, especialmente na avaliação anual, com incrementos entre 2,67 mm/ano e 5,45 mm/ano. Perante a escassez de estações meteorológicas com dados de temperatura, utilizou-se dados estimados pelo programa Estima_T para sete localidades e dados disponibilizados em duas estações mantidas pelo Instituto Nacional de Meteorologia (INMET). Aferiu-se baixa dispersão dos dados em relação aos valores médios anuais, portanto, baixa variabilidade, ficando a temperatura média anual do ar entre 21,9 ºC (em Teixeira) e 27,8 ºC (em Patos), como esperado para regiões de clima semiárido do Nordeste brasileiro. Além disso, constatou-se tendências significativas de aumento para a temperatura média do ar em todas as localidades, variando de 0,008 ºC/ano a 0,011 ºC/ano. Diante dessas alterações climáticas observadas para a mesorregião do Sertão Paraibano, buscou-se verificar sua influência sobre o potencial de geração de energia por fontes renováveis, analisando a relação entre precipitação e as vazões afluentes médias e a geração de eletricidade pela PCH de Coremas e se os aumentos na temperatura média do ar diminuiriam a eficiência dos painéis fotovoltaicos, posto que a capacidade de gerar eletricidade depende de sua temperatura de operação. Sendo assim, percebeu-se forte correlação direta e significativa principalmente comparando a precipitação acumulada no ano de observação juntamente com os dois anos anteriores à produção de eletricidade pela PCH. Contudo, os aumentos observados para a precipitação não influenciaram efetivamente a produção de eletricidade na usina, devido a priorização dos múltiplos usos da água do reservatório. Em relação ao potencial de geração de energia solar fotovoltaica, o Sertão Paraibano apresentou excelentes condições para a implementação deste tipo de fonte renovável e os resultados mostraram que a eletricidade gerada seria menor considerando-se para os cálculos os últimos 10 anos de dados de temperatura média do ar, isto é, os dados mais recentes, do que se utilizando os dados mais antigos (10 primeiros anos) ou a série completa. Entretanto, essa diferença foi muito pequena e pôde-se concluir que apesar das elevadas temperaturas registradas e dos aumentos observados a partir da análise de tendências, o potencial de geração de energia por fonte solar fotovoltaica não sofreu alterações expressivas.
Abstract: The purpose of this work was to understand the dynamics of climate evolution inherent to the Sertão Paraibano mesoregion, in order to verify the effects of its changes on the potential of electricity production by renewable sources, in particular solar photovoltaic and hydraulic, since these depend on natural resources that may be influenced by climatic conditions. The Sertão Paraibano mesoregion has social, economic and environmental relevance because it contains the state's largest water complex, Coremas-Mãe D'água, used for both the population supply and irrigation and electricity generation by a Small Hydroelectric Plant (SHP). In the study of trends with precipitation data, five meteorological stations were used. The non-parametric Mann-Kendall test was applied to the monthly, quarterly, half-yearly and annual data series for each station. The results indicated a significant tendency of increase for precipitation, observed in four of the five meteorological stations, especially in the annual evaluation, with increments between 2.67 mm/year and 5.45 mm/year. Given the scarcity of meteorological stations with temperature data, data estimated by the Estima_T program for seven localities and data available in two stations maintained by the National Institute of Meteorology (INMET) were used. A low dispersion of the data was obtained in relation to the annual average values, thus, low variability, with the average annual air temperature being between 21.9 ºC (in Teixeira) and 27.8 ºC (in Patos), as expected for regions of semi-arid climate of the Brazilian Northeast. In addition, significant increase trends were observed for mean air temperature in all locations, ranging from 0.008 °C/year to 0.011 °C/year. In view of these climatic changes observed for the Sertão Paraibano mesoregion, it was sought to verify its influence on the potential of energy generation by renewable sources, analyzing the relation between precipitation and the average tributaries and the generation of electricity by the SHP of Coremas. Increases in average air temperature would decrease the efficiency of photovoltaic panels, since the ability to generate electricity depends on its operating temperature. Thus, a direct and significant correlation was observed mainly by comparing the cumulative precipitation in the year of observation together with the two years prior to the production of electricity by SHP. However, the increases observed for precipitation did not influence the electricity production at the plant, due to the prioritization of the multiple uses of the reservoir water. In relation to the potential of photovoltaic solar energy generation, the Sertão Paraibano presented excellent conditions for the implementation of this type of renewable source and the results showed that the electricity generated would be smaller considering for the calculations the last 10 years of average temperature data of the air, ie the most recent data, than if using the oldest data (10 first years) or the complete series. However, this difference was very small and it was possible to conclude that despite the high temperatures recorded and the increases observed from the trend analysis, the potential of energy generation by solar photovoltaic source did not suffer significant changes.
Keywords: Mudanças climáticas
Análise de tendências
Teste de Mann-Kendall
Semiárido
Potencial energético
Energias renováveis
Climate change
Trend analysis
Mann-Kendall test
Semi-arid
Energetic potential
Renewable energy
Mudanças climáticas
Análise de tendências
Teste de Mann-Kendall
Semiárido
Potencial energético
metadata.dc.subject.cnpq: CNPQ::ENGENHARIAS
metadata.dc.language: por
metadata.dc.publisher.country: Brasil
Publisher: Universidade Federal da Paraíba
metadata.dc.publisher.initials: UFPB
metadata.dc.publisher.department: Engenharia de Energias Renováveis
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Energias Renováveis
metadata.dc.rights: Acesso Aberto
Attribution-NoDerivs 3.0 Brazil
metadata.dc.rights.uri: http://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/br/
URI: https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/13502
Issue Date: 27-Feb-2018
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