Estimativa da irradiação total sobre uma superfície inclinada a partir da irradiação global na horizontal

Abstract

Neste trabalho, realizou-se um estudo de modelagem da irradiação total que incide sobre uma superfície inclinada, com face voltada para o Equador, e com inclinação de 22,85º, igual a da latitude local. Foram testados 7 modelos, existentes na literatura, utilizando partição diária de energia. Os modelos de Temps & Coulson, Klucher e circunsolar, apresentam os piores desempenhos e não devem ser utilizados na estimativa da irradiação total diária em Botucatu, por outro lado os modelos de Liu & Jordan, Hay, Perez et al. e Reindl et al., são similares entre si, e apresentam boa concordância quando comparados com os dados observacionais, sendo o modelo de Hay ligeiramente superior aos outros. O propósito deste trabalho é obter um modelo que utilize somente a irradiação global medida na superfície horizontal para estimar a irradiação total na superfície inclinada. Para tanto, os modelos de estimativa foram modificados de duas maneiras diferentes. Na primeira, a irradiação difusa foi estimada em função da irradiação global, através do ajuste empírico utilizando a técnica de regressão linear, na forma Kd = f (Kt) , fração da difusa contida na global (Kd ), com o índice de claridade (Kt ), nesse caso, o melhor ajuste é dado por um polinômio de 4º grau Kd = 0,993 + 0,178Kt - 0,945Kt2 - 4,712Kt3 + 4,891Kt4 . Na Segunda modificação, a irradiação direta KBH , fração da irradiação direta contida na irradiação global, foi ajustada através da técnica de regressão linear, em função do índice de claridade, na forma KBH = f (Kt ) , nesse caso o melhor ajuste foi linear, obtido para intervalos específicos de Kt , KBH = 0 para Kt £ 0,25 , e KBH = -0,386 +1,572Kt para Kt >0,25. Os resultados obtidos com essas modificações mostram que os modelos têm melhores...

A modelling study of the total irradiation reaching a tilted surface facing towards the equator at tilt same of local latitude of 22,85º,, is presented. In this study seven total irradiation incident on a tilted surface estimate models were tested and compared among them, using the daily partitioning energy. Temps & Coulson, Klucher and circumsolar models showed very poor results, and it is suggested that they should not be used to estimate the daily total irradiation for the Botucatu region. On the other hand the Liu & Jordan, Hay, Perez et al. and Reindl et al. models have shown similar performance and presented a good agreement with the observational data. The Hay model however produced better irradiation estimates. The aim of this study is examine and improved irradiation estimative model for tilted surface knowing only the global irradiation measured at horizontal surface. In order to achieve this, two modifications were made on those models mentioned above. The first modification consisted to apply empirical functions to determine the diffuse irradiation by the global radiation measurements. These empirical functions were tuned using the regression linear thecnique, the fraction of the diffuse irradiation (Kd ) from the global irradiation, was correlationed with the clearness index (Kt ). In this case the highest correlation found was, Kd = 0,993 + 0,178Kt - 0,945Kt2 - 4,712Kt3 + 4,891Kt4 a fourth order polynomial function. In the second modification the fraction of the direct irradiation KBH from the global irradiation was correlationed assuming a linear correlation at given intervals of Kt : KBH = 0 for Kt £ 0,25 , and KBH = -0,386 + 1,572Kt for Kt >0,25 otherwise. Model results showed the empirical relationship KBH = f (Kt ) , present better results and the Hay model presented a better performance compared with others models for the... (Complete abstract, click electronic address below)