Evaluation of the Wind Fields in the Semi-Arid Region in Northeastern Brazil Using RAMS Model

Abstract

Abstract The use of wind power has increased significantly around the world over the last few years. Some estimates state that about 12% of all energy generated in the world will come from wind energy conversion systems, corresponding to an installed capacity of 1,200 GW. The installed wind power capacity in Brazil is low, being equal to 11300 MW in 2017. Even though Brazilian wind potential is not spread all over the country, some regions are quite interesting for the installation of wind farms, especially the Northeast region, which aggregates about 53% of the national potential. This work aims to identify patterns of variability of the wind regime, as well as potential sites for the generation of wind power in semi-arid northeastern Brazil. In order to achieve it, numerical simulations are performed using the Regional Atmospheric Modeling System (RAMS). During simulations, both turbulence parameterization and Newtonian relaxation time scale are evaluated. It is worth to mention that obtained data are compared with those provided by the National Institute of Meteorology (INMET) through static indexes.Resumo A geração de energia elétrica a partir dos ventos está em uma crescente mundial, estimativas indicam que em 2020, cerca de 12% de toda a energia gerada no mundo será proveniente da conversão eólica, o que representaria uma capacidade instalada de 1.200 GW. No Brasil, a capacidade instalada ainda é pouco representativa e, em 2017, totalizava cerca de 11300 MW. A região nordeste possui um grande potencial para a geração eólica, tendo cerca de 53% do potencial nacional. Este trabalho tem por objetivo identificar padrões de variação do regime de ventos, bem como identificar potenciais sítios para geração de energia eólica em regiões contidas no semiárido nordestino. Para tanto, foram realizadas simulações numéricas utilizando o modelo atmosférico regional RAMS (Regional Atmospheric Modeling System) sobre região semiárida do Nordeste do Brasil. Nas simulações, foram avaliadas a parametrização de turbulência e escala de tempo do relaxamento newtoniano. A destreza das diferentes configurações do modelo foi verificada através da utilização de dados de superfície coletados por estacoes meteorológicas do Instituto Nacional de Meteorologia - INMET, que foram comparados aos dados simulados através do calculo de diversos índices estatísticos.