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Tipo: Dissertação
Título: Mapeamento de coberturas e estimativa de irradiação solar
Autor(es): Matos, Marlon Henrique Hetzel
Primeiro Orientador: Felix, Jorge Luis Palacios
Primeiro membro da banca: Wolski, Mario Sergio
Segundo membro da banca: Cassol, Fabiano
Resumo: O presente trabalho teve como objetivo avaliar uma metodologia de mapeamento e estimativa de irradiação solar sobre coberturas de seis edificações da Universidade Federal da Fronteira Sul (UFFS) – Campus Cerro Largo. As coberturas foram agrupadas em três áreas amostrais e os dados coletados, com o auxílio de um RPA (Aeronave Remotamente Pilotada), geraram um Modelo Digital de Superfície (MDS). A declividade média da área um foi de 14.75°, enquanto das áreas dois e três ficaram em 9.83° e 7.55°, respectivamente. As coberturas inclinadas para as regiões norte e sul ocupam uma maior área nas coberturas, com 30% cada, as demais orientações variam entre 5% e 8%. A partir do MDS foi estimada a irradiação solar total, através da ferramenta r.sun, desenvolvida pela GrassGis, para dois dias do ano (solstício de inverno e verão no hemisfério sul). Para a cobertura da área um, no solstício de inverno a estimativa de irradiação variou entre 336 e 6.958 Wh/m².dia (média = 3.395 Wh/m².dia). Já para o verão, a variação ficou entre 575 e 9.466 Wh/m².dia, com média de 8.607 Wh/m².dia. Os dados de irradiação solar para a cobertura da área dois, obtiveram variação entre 337 e 6.616 Wh/m².dia no solstício de inverno e 577 e 9.464 Wh/m².dia no solstício de verão, com médias de 3.617 e 8.884 Wh/m².dia, respectivamente. Para a área três, por outro lado, os valores variaram entre 338 e 6.956 Wh/m².dia no solstício de inverno e 578 e 9.465 Wh/m².dia no solstício de verão, suas médias ficaram em 3.595 e 9.108 Wh/m².dia, respectivamente. A irradiação total estimada para o solstício de inverno nas áreas um, dois e três foi de 5.639, 4.467 e 13.427 KWh.dia, respectivamente. Já para o solstício de verão foram verificados valores de 14.296, 10.972 e 34.018 KWh.dia. Os resultados obtidos foram comparados com dados da rede de estações meteorológicas do INMET e da estação meteorológica automática IRIOGRAN38 localizada no campus da universidade. Observou-se uma diferença dos valores estimados no solstício de inverno entre 38% e 47% para os dados médios da estação meteorológica A810 e 63%, 73% na estação 83907 e entre 44% e 53% na estação IRIGRAN38. Para o solstício de verão as diferenças ficaram entre 48% e 57% na estação A810, 31% e 39% na estação 83907 é 48% e 56% na estação IRIGRAN38. A estimativa de irradiação solar realizada através da ferramenta r.sun presente no software QGIS se mostrou eficiente para modelagem de irradiação solar em dias de céu claro, caso a intenção do projeto seja planejar a instalação de painéis solares, deve-se adicionar ao modelo um índice que considere a nebulosidade da região.
Abstract/Resumen: This study aimed to evaluate a methodology for mapping and estimating solar radiation on the roofs of six buildings at the Universidade Federal da Fronteira Sul (UFFS) – Campus Cerro Largo. The coverages were grouped into three sample areas and the data collected, with the aid of an RPA (Remotely Piloted Aircraft), generated a Digital Surface Model (MDS). The average slope of area one was 14.75°, while areas two and three were 9.83° and 7.55°, respectively. The sloping roofs towards the north and south occupy a larger area in the roofs, with 30% each, the other orientations vary between 5% and 8%. From the MDS, the total solar irradiance was estimated, using the r.sun tool, developed by GrassGis, for two days of the year (winter and summer solstice in the southern hemisphere). For the coverage of area one, in the winter solstice the irradiation estimate varied between 336 and 6,958 Wh/m².day (average = 3,395 Wh/m².day). For the summer, the variation was between 575 and 9,466 Wh/m².day, with an average of 8,607 Wh/m².day. The solar irradiation data for the coverage of area two, obtained variation between 337 and 6,616 Wh/m².day in the winter solstice and 577 and 9,464 Wh/m².day in the summer solstice, with averages of 3,617 and 8,884 Wh/m². .day, respectively. For area three, on the other hand, the values varied between 338 and 6,956 Wh/m².day in the winter solstice and 578 and 9,465 Wh/m².day in the summer solstice, their averages were 3,595 and 9,108 Wh/m². day, respectively. The estimated total irradiation for the winter solstice in areas one, two and three was 5,639, 4,467 and 13,427 kWh.day, respectively. For the summer solstice, values of 14,296, 10,972 and 34,018 kWh.day were verified. The results obtained were compared with data from the INMET meteorological station network and the IRIOGRAN38 automatic meteorological station located on the university campus. There was a difference in the estimated values at the winter solstice between 38% and 47% for the mean data from the A810 meteorological station and 63%, 73% at the 83907 station and between 44% and 53% at the IRIGRAN38 station. For the summer solstice the differences were between 48% and 57% at station A810, 31% and 39% at station 83907 and 48% and 56% at station IRIGRAN38. The estimation of solar irradiation carried out through the r.sun tool present in the QGIS software proved to be efficient for modeling solar irradiation on clear sky days, if the intention of the project is to plan the installation of solar panels, one must add to the model a index that considers the cloudiness of the region.
Palavras-chave: Irradiação
Coberturas
Fontes renováveis de energia
Energia solar
Aeronaves não tripuladas
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade Federal da Fronteira Sul
Sigla da Instituição: UFFS
Faculdade, Instituto ou Departamento: Campus Cerro Largo
Nome do Programa de Pós Graduação : Programa de Pós-Graduação em Ambiente e Tecnologias Sustentáveis
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: https://rd.uffs.edu.br/handle/prefix/6156
Data do documento: 2022
Nível: Mestrado
Aparece nas coleções:Programa de Pós-Graduação em Ambiente e Tecnologias Sustentáveis

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