Pablo Caballero
Apr 25, 2024
Do ponto de vista da modelação da energia solar, um eclipse solar provoca uma queda temporária da irradiância nas áreas onde o Sol e a Lua projectam sombras na sua viagem pelo espaço.
Por ocasião do mais recente eclipse solar total de 8 de abril de 2024, leia como funciona a modelação da irradiância solar e como identificar eventos de eclipse solar em conjuntos de dados de energia solar.
Figura 1: Mapa da Irradiância Horizontal Global (GHI) e séries temporais de GHI para três locais selecionados durante o eclipse.
Um eclipse ocorre aproximadamente de 18 em 18 meses algures no planeta. Dependendo do facto de o eclipse ser visto como parcial, total ou anular, o efeito nos perfis diários de irradiância será de intensidade diferente.
É provável que, em situações de nebulosidade, o efeito de um eclipse solar nos conjuntos de dados de irradiância seja sobreposto ao efeito das nuvens, dificultando a sua deteção a partir dos perfis diários das Irradiâncias Horizontal Global e Normal Direta (GHI e DNI).
Figura 2: Imagens de satélite visíveis fornecidas pelo satélite GOES durante o eclipse.
No entanto, podemos observar algo em todos os locais: uma queda súbita mas suave no perfil de irradiância em céu limpo, tanto na Irradiância Global Horizontal como na Irradiância Normal Direta (GHIc e DNIc).
Podemos observar esta forma particular ainda melhor em locais onde o eclipse ocorreu durante as horas centrais e foi visto como um eclipse total (ou pelo menos uma parte significativa do sol foi coberta).
Figura 3: Queda dos valores de céu limpo no GHI e DNI de céu limpo durante um eclipse solar total. Amostra para uma localização em Dallas, Texas.
A irradiância de céu limpo representa a irradiância solar disponível à superfície da Terra para o local e período considerados, se assumirmos que nenhuma nuvem cobrirá o céu. Por outras palavras, a irradiância em céu limpo representa o valor máximo teórico sobre o qual se sobrepõe o sinal de atenuação das nuvens derivado dos satélites.
A irradiância de céu limpo depende de vários factores.
Em primeiro lugar, depende da distância Terra-Sol e da posição do Sol no céu. Uma vez calculada, o modelo de irradiância solar acrescenta o efeito da dispersão e absorção da irradiância solar ao atravessar a atmosfera. Para isso, utilizamos dados como a elevação acima do nível do mar e a composição dos gases atmosféricos, especialmente o vapor de água e o teor de ozono.
Outro fator importante que é tido em conta na irradiância do céu claro é o teor de aerossóis atmosféricos.
Estas partículas minúsculas provêm normalmente de tempestades de poeira, emissões industriais e outros fenómenos como incêndios florestais e vulcões. São transportadas no ar seguindo padrões específicos, que também são modelados e incorporados na cadeia de cálculo da irradiância de céu claro.
Figura 4: Gráficos mostrando os perfis diários de GHI e DNI de 7, 8 e 9 de abril, respetivamente, para Durango (México), Dallas (EUA) e Belleville (Canadá).
Figura 5: Gráficos com os perfis diários do GHIc e do DNIc para os dias 7, 8 e 9 de abril, respetivamente, em Durango (México), Dallas (EUA) e Belleville (Canadá).
O próximo eclipse solar (desta vez de tipo anular) será a 2 de outubro de 2024. Poderá ser visto a partir de zonas do Oceano Pacífico e da parte sul da América do Sul.
Compreender as nuances dos eclipses, aerossóis e nuvens é essencial para que os intervenientes no sector da energia solar em todo o mundo possam otimizar a utilização da energia solar. A modelação da irradiância solar sintetiza os conhecimentos meteorológicos, a modelação computacional e as técnicas de deteção remota para ajudar neste processo.
