Time Series Lab - Ferramenta de modelagem de recursos renováveis não convencionais

O Time Series Lab (TSL) é uma ferramenta de modelagem de renováveis que produz cenários sintéticos futuros de geração das fontes de Energia Renovável Variável (ERVs). O TSL possui dois módulos principais: (i) o TSL-Data; e (ii) o TSL-Scenarios:

• TSL-Data: cria um registro histórico horário "sintético" de 40 anos processando as informações disponíveis na base de dados de reanálise global;
• TSL-Scenarios: gera cenários futuros de ERV considerando a correlação temporal e espacial com as vazões hidrológicas;

Para estimar o modelo estatístico, o TSL-Scenarios precisa de um registro histórico de geração das ERVs, o que pode ser uma tarefa complicada dependendo da região. Portanto, o TSL tem dois modos principais de funcionamento:

• O usuário pode inserir o registro de dados históricos reais
• O TSL-Data pode criar um registro histórico "sintético" de 40 anos com base nos dados de velocidade do vento e irradiação solar da base de dados de reanalises

Criação de um registro histórico de geração renovável

O TSL calcula a produção eólica através de um modelo baseado na metodologia Virtual Wind Farm (VWF). Os seguintes parâmetros são usados para converter a velocidade do vento em energia:

• A curva de potência da turbina
• Altura da turbina
• A coordenada da planta (para baixar os dados de velocidade do vento)

A produção solar é baseada nos dados da Irradiação Horizontal Global, ou seja, a irradiação no topo da atmosfera e a temperatura extraída da base de dados de reanálise. Levando essas informações em consideração, o método GSEE (Global Solar Energy Estimator) é aplicado. Os seguintes parâmetros são considerados na conversão em energia:

• O sistema de rastreamento dos painéis solares
• O ângulo de inclinação do painel
• A coordenada da usina solar (para baixar os dados de irradiação solar e temperatura)

Localização de “hotspots” para projetos genéricos

Além de fornecer ferramentas para a criação de registros históricos "sintéticos" de geração renovável, o TSL fornece uma ferramenta para encontrar "hotspots" para projetos genéricos de energia eólica e solar. Para isso, as seguintes ferramentas estão disponíveis:

• Mapa de velocidade do vento para todo o mundo
• Mapa de irradiação solar para todo o mundo
• Áreas protegidas para todo o mundo
• Possibilidade de carregar mapas personalizados definidos pelo usuário

Gerando cenários sintéticos de geração renovável correlacionados com vazões

Devido à correlação espacial da produção eólica e solar em diferentes regiões, bem como a correlação espacial entre séries de vazão e velocidade do vento em outras, o TSL representa a distribuição de probabilidade conjunta de todos os recursos renováveis não convencionais e das plantas hidroelétricas, tanto para as plantas existentes como para as plantas futuras.

A Rede Bayesiana é um modelo estatístico que pode produzir cenários sintéticos, capturando as correlações mais significativas existentes nos dados históricos. Essa metodologia possui as seguintes características:

• Produzir cenários considerando uma distribuição de probabilidade conjunta
• Estimação não paramétrica da distribuição de probabilidade de cada planta
• Mantém as correlações espaciais e temporais históricas nos cenários sintéticos
• Mantém a distribuição de probabilidade original dos dados históricos

Em resumo, devido à alta variabilidade e intermitência desse tipo de recurso, o TSL gera esses cenários com as seguintes características:

• Resolução horária
• Estimação não paramétrica de distribuições de probabilidade
• Metodologia da rede bayesiana para capturar correlações espaciais e temporais entre as ERVs e as vazões hidrológicas