Mapeamento solarimétrico do estado de alagoas em anos de eventos extremos pluviométricos, utilizando o modelo WRF-Solar

Taiane Alves da Silva; Rosiberto Salustiano da Silva Junior; Diogo Nunes da Silva Ramos; Antônio  Marcos D. Andrade; José Francisco de Oliveira Junior; Ewerton  de Souza Muniz

doi:10.26848/rbgf.v19.02.p586-599

Authors

Taiane Alves da Silva Universidade Federal de Alagoas https://orcid.org/0000-0003-1448-3819
Rosiberto Salustiano da Silva Junior Universidade Federal de Alagoas (UFAL) https://orcid.org/0000-0001-7152-0095
Diogo Nunes da Silva Ramos SENAI CIMATEC, Bahia https://orcid.org/0000-0002-6483-9345
Antônio Marcos D. Andrade Universidade Federal do Oeste do Pará https://orcid.org/0000-0002-2075-7890
José Francisco de Oliveira Junior Universidade Federal de Alagoas https://orcid.org/0000-0002-6131-7605
Ewerton de Souza Muniz Universidade Federal de Alagoas https://orcid.org/0009-0003-7913-9813

DOI:

https://doi.org/10.26848/rbgf.v19.02.p586-599

Keywords:

Radiação Solar, Eventos Extremos, Modelos Atmosféricos

Abstract

Solar energy is a strategic solution for the planning of photovoltaic systems and is essential for achieving global sustainability goals. In Alagoas, despite its high solar potential, extreme climate events such as heavy rains and prolonged droughts challenge renewable energy generation. This study assessed the effectiveness of the WRF-Solar model in estimating the solar potential of the state, focusing on years with extreme precipitation events. Data from the WRF-Solar model (version 4.6.0, 5 km resolution) for the period of 2022 to 2023, covering the Alagoas region, were analyzed. The model validation was performed quantitatively with radiation data from INMET and qualitatively with rainfall data from MERGE. The model, with adjustments optimized to simulate solar irradiance (including interaction with aerosols and hybrid clouds), showed greater accuracy in representing the spatial and temporal variability of solar radiation. Statistical metrics revealed r values of 0.74, 0.80, and 0.86 for the Litoral, Agreste, and Sertão regions, respectively, with RMSE values of 207.77 W/m², 197.73 W/m², and 181.33 W/m². During the La Niña event of 2022, there was an average reduction of 15% in solar irradiance across the state. The Sertão region stood out with the highest solar potential, with an annual average of 6.5 kWh/m².d. The study demonstrated the effectiveness of WRF-Solar in mapping solar potential and analyzing the impacts of extreme climate events, aiding in the planning and expansion of photovoltaic energy in Alagoas.

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Author Biographies

Rosiberto Salustiano da Silva Junior, Universidade Federal de Alagoas (UFAL)

Professor Nível Associado da Universidade Federal de Alagoas, com os títulos de Bacharel e Mestre em Meteorologia pela Universidade Federal de Alagoas (2001 e 2003) e Doutor em Meteorologia pela Universidade de São Paulo. Tem experiência na área de Geociências, com ênfase em climatologia, modelos atmosféricos, poluição atmosférica e energias renováveis.

Diogo Nunes da Silva Ramos, SENAI CIMATEC, Bahia

Meteorologista, atuando como Consultor em Modelagem Computacional, HPC, Meteorologia da Energia e Inteligência Artificial no Campus Integrado de Manufatura e Tecnologia - SENAI CIMATEC, Bahia. Possui Doutorado em Meteorologia pelo Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais - INPE. sendo Bacharel e Mestre em Meteorologia pela Universidade Federal de Alagoas - UFAL. Realizou estágio de Pós-Doutorado no Instituto de Aeronáutica e Espaço - IAE do Departamento de Ciência e Tecnologia Aeroespacial - DCTA, um órgão da Força Aérea Brasileira.

Antônio Marcos D. Andrade, Universidade Federal do Oeste do Pará

Possui graduação em METEOROLOGIA pela Universidade Federal de Alagoas (2008), Mestrado em Meteorologia pela Universidade Federal de Alagoas (2011) e Doutorado Meteorologia pela Universidade Federal de Campina Grande (2016). Atuou como bolsista FDB/INPA do Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia, nos Experimentos de Grande Escala da Biosfera-Atmosfera na Amazônia - LBA

José Francisco de Oliveira Junior, Universidade Federal de Alagoas

Possui graduação em Meteorologia pela Universidade Federal de Alagoas (1998), Mestrado em Meteorologia pela Universidade Federal de Alagoas (2001), Doutorado em Ciências Atmosféricas, em Engenharia Civil pela Universidade Federal do Rio de Janeiro-COPPE (2008) e Pós-Doutorado na Engenharia Mecânica - COPPE/UFRJ (2011) na área de Fenômenos de Transporte (Mecânica dos Fluidos).

Ewerton de Souza Muniz, Universidade Federal de Alagoas

Graduação em Meteorologia pela Universidade Federal de Alagoas (UFAL). Mestrando em Meteorologia pela Universidade Federal de Alagoas (UFAL). Experiências nos seguintes temas: Análise Sinótica, Energia Solar, Oceanografia Física e Modelagem Atmosférica.

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