METODOLOGIA

O mapeamento do potencial eólico do Estado da Paraíba foi realizado a partir do modelo de mesoescala MesoMap (AWS Truepower LLC), balizado por medições anemométricas registradas em 6 torres instaladas para a realização deste projeto no território do Estado. As simulações de mesoescala foram executadas primeiramente na resolução horizontal de 2,5 km x 2,5 km, com posterior interpolação para a resolução final de 100 m x 100 m. Na interpolação final, utilizou-se o modelo de relevo da base topográfica Shuttle Radar Topography Mission – SRTM (NASA/CGIAR^[25]) e os modelos de rugosidade elaborados por meio de metodologia desenvolvida pela Camargo-Schubert, que considera a influência da variação fenológica da vegetação.

O SISTEMA MESOMAP

O MesoMap é um conjunto integrado de modelos de simulação atmosférica, bases de dados meteorológicos e geográficos, redes de computadores e sistemas de armazenamento. O sistema foi desenvolvido nos Estados Unidos pela TrueWind Solutions (hoje, AWS Truepower LLC) com suporte do New York State Energy Research and Development Authority – NYSERDA e US Department of Energy – DoE. O MesoMap foi empregado no projeto inicial de mapeamento eólico do Estado de Nova Iorque e posteriormente para projetos similares na Europa, Ásia, Américas do Norte, Central e Sul, incluindo o do Atlas do Potencial Eólico Brasileiro^[4].

Atualmente, é o mais avançado, testado e validado sistema de mapeamento em uso, possuindo diversas vantagens sobre métodos tradicionais de avaliação de recursos eólicos. Uma delas é a capacidade de simular áreas continentais sem a necessidade inicial de dados anemométricos de superfície efetivamente medidos – fator importante para regiões onde medições consistentes e confiáveis são raras. No seu lugar, o MesoMap utiliza-se inicialmente da base climatológica e dados de reanálise processada pela AWS Truepower, simulando os regimes de vento já considerados para o longo prazo. Outra vantagem do MesoMap é a capacidade de modelar importantes fenômenos meteorológicos não considerados em modelos mais simplificados de escoamento de ventos (e.g., WAsP - Jackson-Hunt^[65], ou WindMap - NOABL)^[7][78] como, por exemplo, ondas orográficas, ventos convectivos, brisas marinhas e lacustres e ventos térmicos descendentes de montanhas, entre outros.

Para caracterizar o recurso eólico de uma região, o MesoMap recria as condições reais climáticas de 366 dias escolhidos aleatoriamente dentre registros históricos de 15 anos. O sistema envolve um amplo conjunto de dados geográficos e meteorológicos de entrada. Os principais dados geográficos de entrada são a topografia, o uso do solo (modelo de rugosidade) e o Índice de Vegetação por Diferença Normalizada – IVDN. Os principais dados meteorológicos de entrada são os provenientes de reanálises, radiossondagens e temperatura sobre a terra e oceanos. Atribui-se grande relevância aos provenientes das reanálises, com representação geográfica global, que são utilizados em conjunto com dados existentes de radiossondagens e temperaturas da superfície terrestre para estabelecer as condições iniciais e de contorno para a progressão das simulações. A partir dessas condições iniciais, o modelo determina a evolução das condições meteorológicas dentro da região em estudo, com base nas interações entre os distintos elementos da atmosfera e entre a atmosfera e a superfície terrestre.

O sistema MesoMap possui, na configuração empregada no presente trabalho, dois módulos principais: o Mesoscale Atmospheric Simulation System – MASS^[15], que é um modelo numérico de mesoescala similar aos modelos de previsão do tempo ETA e MM5, e o WindMap, um modelo de simulação de camada-limite atmosférica de microescala, fundamentado na equação da continuidade (conservação de massa ou escoamento não divergente). A descrição dos módulos computacionais e informações adicionais sobre o sistema MesoMap são apresentadas em COMPLEMENTOS.

A Figura 5.2 é uma representação sucinta do processo completo.

Na próxima seção, resume-se a metodologia adotada para obtenção dos modelos de terreno usados nas simulações WindMap deste trabalho. A metodologia de processamento das medições anemométricas utilizadas para o balizamento e ajuste dos mapas eólicos produzidos pelo sistema MesoMap é apresentada em METODOLOGIA DE PROCESSAMENTO.

ÁREAS DE MAPEAMENTO E CASOS CARACTERÍSTICOS

As simulações de mesoescala (MASS) para o Atlas Eólico da Paraíba foram realizadas nas instalações da AWS Truepower, nos Estados Unidos, enquanto os ajustes no modelo de mesoescala e o mapeamento na resolução final, com o módulo WindMap, foram realizados pela Camargo-Schubert.

Para as simulações do MASS, em resolução de 2,5 km x 2,5 km, o Estado da Paraíba foi subdivido em duas grandes áreas, enquanto para as simulações WindMap, em resolução de 100 m x 100 m, foram necessárias 10 subdivisões.

Considerando todas as 10 subdivisões, foram necessárias aproximadamente 160 horas de processamento apenas para as simulações WindMap. O trabalho também se utilizou de ferramentas próprias para otimização do processo, como para manipulação de mapas com grande volume de informações nas etapas intermediárias, compilação final dos dados e controle remoto dos softwares.

Em MAPAS INTERATIVOS são apresentados os mapas eólicos já ajustados pelas medições anemométricas. Esses mapas foram posteriormente utilizados nos cálculos de integração do potencial eólico do Estado (ÁREAS PROMISSORAS).