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Título: Aplicação de parâmetros da distribuição de Weibull na análise do potencial energético de um microgerador eólico em cidades do estado do Paraná
Título(s) alternativo(s): Application of Weibull distribution parameters in energy potential analysis of a wind micro-generator in cities of Paraná State
Autor(es): Ozawa, Maurilio Takeshi
Orientador(es): Font, Carlos Henrique Illa
Palavras-chave: Energia eólica
Ventos - Velocidade
Distribuição (Teoria da probabilidade)
Wind power
Winds - Speed
Distribution (Probability theory)
Data do documento: 25-Nov-2017
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Ponta Grossa
Referência: OZAWA, Maurilio Takeshi. Aplicação de parâmetros da distribuição de Weibull na análise do potencial energético de um microgerador eólico em cidades do estado do Paraná. 2017. 109 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Engenharia Eletrônica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Ponta Grossa, 2017.
Resumo: A avaliação de recurso eólico é essencial no desenvolvimento de projetos de geração de energia eólica. Com a redução dos erros durante esta fase há, sem dúvida, ganhos consideráveis de confiabilidade para o projeto como um todo. Neste trabalho foram utilizados quatro diferentes métodos para a realização das estimativas dos parâmetros da distribuição de Weibull, na busca de resultados com o melhor ajuste. Para esse fim, foi desenvolvido e aplicado um algoritmo através de uma ferramenta de computação numérica para definir os parâmetros de escala e forma de Weibull para vinte e seis séries de dados temporais de velocidade de vento de distintas cidades do estado do Paraná, dados estes provenientes do Instituto Nacional de Meteorologia do Brasil. Foram, por consequência, aferidos os erros referentes a cada uma para determinar qual método fornecia melhor otimização. Para a avaliação da qualidade do ajuste, foram utilizados o erro médio quadrático (RMSE) e o coeficiente de determinação (R²). Após a triagem dos resultados, foi realizada a comparação destes resultados com os dados do Atlas do Potencial Eólico Brasileiro de 2011, através da extrapolação de dados para os níveis de 10 e 50 metros de altura. A partir da estimativa da energia gerada para um gerador comercial de 1 kW em diferentes regimes de vento e níveis de altura, foram efetuados cálculos do custo da energia gerada e o payback.
Abstract: The wind resource assessment is essential in the development of wind power generation projects. Within reduction of errors in development phase, there is undoubtedly considerable reliability gains for the whole project. In this paper, four methods were applied to perform the Weibull distribution parameters estimation, in search of the best-fit results. To this end, an algorithm was developed and applied through a numerical computation tool in order to define Weibull's scale and shape parameters for twenty-six wind velocity time series data from cities of the Brazilian state of Paraná, data obtained from the Brazilian National Institute of Meteorology. As a consequence, the errors were measured to determine which method offered better optimization. For a quality of fit evaluation, the root-mean square error (RMSE) and the coefficient of determination (R²) were applied. After the results screening, a comparison was performed with data from the Brazilian Wind Potential Atlas of 2011, by extrapolating data to the 10 and 50-meter high levels. From the estimated generated energy for a commercial generator of 1 kW, from different energy regimes and different height levels, the cost of the generated energy and the payback were also estimated.
URI: http://repositorio.roca.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/8448
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