Grandes notícias para os nossos clientes norte-americanos. A partir de agora, a plataforma Solargis Forecast fornece alertas antecipados para um dos perigos climáticos mais prejudiciais para as centrais de energia solar: O granizo.
O granizo forma-se como partículas sólidas de gelo no interior de fortes tempestades. Fortes correntes de ar elevam as gotas de chuva acima do nível de congelação, onde se transformam em pedras de gelo duro. Estes projécteis de gelo caem quando se tornam demasiado pesados para serem sustentados pela tempestade.
A região central dos Estados Unidos é particularmente propensa a frequentes eventos de granizo. O ar quente e húmido do Golfo do México colide com o ar seco e instável do interior da América do Norte, criando as condições ideais para tempestades severas, o que faz desta região um ponto de encontro global para o granizo.
É por isso que estamos a lançar esta atualização primeiro para os Estados Unidos continentais, com planos para expandir a cobertura num futuro próximo.
O granizo é inerentemente difícil de prever, mas certas condições atmosféricas, como forte instabilidade, convecção profunda e correntes de ar ascendentes intensas, indicam claramente um elevado potencial de formação de granizo.
A Solargis Forecast concentra-se no granizo suficientemente grande para danificar seriamente os módulos fotovoltaicos. Os módulos fotovoltaicos padrão são testados de acordo com a norma IEC 61215 utilizando uma bola de gelo de 25 mm (~1 polegada) impulsionada a alta velocidade. Este teste representa a resistência a granizo moderado, não a eventos extremos. O granizo de cerca de 1,5 polegadas (~38 mm) pode gerar microfissuras no vidro temperado, levando a uma perda de desempenho latente. O granizo de 2 polegadas (~50 mm) ou mais excede frequentemente os limites de certificação e pode partir o vidro, destruindo imediatamente o módulo fotovoltaico padrão.
Figura 1: Visualização dos dados de previsão de granizo do Solargis Forecast para o centro dos EUA em 23 de setembro de 2025 às 22:00UTC. O mapa à esquerda mostra o potencial para eventos de granizo [%] com 25 mm (1 polegada) de tamanho, à direita a imagem de satélite do GOES-E GeoColor (NASA GIBS) documentando o extenso ciclone atmosférico. O gráfico mostra a série temporal do sinal de previsão de granizo com potencial de tamanho de 25 mm, 38 mm e 50 mm no local marcado no mapa.
A previsão de granizo de Solargis é baseada no modelo de Atualização Rápida de Alta Resolução (HRRR) da NOAA. Trata-se de um modelo atmosférico em tempo real, que permite a convecção, com uma resolução espacial de 3 km, atualizado de hora a hora e que utiliza dados de radar para captar as tempestades em tempo real. Em seguida, pós-processamos o resultado bruto ao nível da grelha utilizando a agregação temporal e espacial para melhor caraterizar o risco de granizo.
O risco de granizo é considerado mais elevado quando vários ciclos de previsão indicam consistentemente granizo na mesma janela de tempo e quando os grupos de células de grelha próximas prevêem todos tamanhos de granizo significativos. Como o granizo é difícil de localizar com precisão, alargamos a área de risco a um raio de cerca de 50 km (31 milhas), atribuindo a maior probabilidade ao núcleo do granizo e diminuindo gradualmente as probabilidades em direção à periferia.
A previsão de granizo está disponível através da plataforma Solargis Forecast (pacotes Professional e Enterprise) para a região CONUS (EUA continental - excluindo o Alasca e o Havai). A gama inclui também o sul do Canadá e o norte do México, de acordo com o domínio do modelo HRRR. A previsão é actualizada de hora a hora para os locais subscritos, com um prazo de execução de até 48 horas.
A previsão de granizo do Solargis é dada em percentagem [%] para três limites de tamanho de granizo:
Como os eventos de granizo são altamente localizados, a percentagem indica a probabilidade de ocorrência de um evento de granizo num raio de aproximadamente 3-10 km do local e, em casos raros, até 50 km.
O tamanho do granizo relatado representa a gravidade esperada do evento. Na realidade, o granizo de maiores dimensões está normalmente confinado a áreas muito pequenas, enquanto o granizo de menores dimensões pode afetar uma região muito mais vasta. O ponto exato de impacto das maiores pedras de granizo não pode ser previsto com elevada precisão espacial.
Muitas tempestades significativas ocorrem sem testemunhas e muitas vezes não são registadas. O Centro de Previsão de Tempestades (SPC) da NOAA recolhe e arquiva observações de eventos de granizo nos Estados Unidos, e estes relatórios constituem o principal conjunto de dados de referência para a ocorrência e tamanho do granizo observado.
A densidade dos relatórios varia no espaço e no tempo e é fortemente influenciada pelas áreas povoadas, cidades e principais corredores de transporte. Algumas regiões documentam o granizo com muito mais pormenor do que outras. Apesar destas limitações, os registos do SPC fornecem uma confirmação robusta da ocorrência de granizo e oferecem uma referência útil para as dimensões das pedras de granizo comunicadas.
Figura 2: Registos do SPC sobre eventos de granizo observados durante um período de 30 anos (2004-2023). A densidade das observações registadas está correlacionada com padrões de áreas urbanas e corredores de transporte.
Comparámos a nossa previsão de granizo com os relatórios oficiais de granizo do SPC de 2021-2023. Os resultados são mostrados num histograma 2D binned (Figura 3). Durante este período, o banco de dados do SPC registrou 20.905 eventos de granizo com tamanhos de granizo de pelo menos 1 polegada.
O modelo detectou cerca de 94% destes eventos em pelo menos uma execução de previsão, numa janela de ±3 horas e num raio de 50 km. Em termos práticos, isto significa que quase todos os eventos de granizo prejudiciais teriam acionado um alerta precoce na previsão de granizo de Solargis Forecast.
Figura 3: Comparação dos eventos SPC com granizo de tamanho superior a 1'' no período 2021-2023 com os resultados do modelo HRRR, pós-processados pelo método Solargis, apresentados no gráfico de densidade. Explicação pormenorizada no artigo.
Dada a complexidade da formação de granizo, este nível de desempenho é considerado muito bom e dá aos operadores fotovoltaicos um tempo valioso para ativar medidas de mitigação. Cerca de 3,5% dos eventos foram previstos como granizo mais pequeno e não prejudicial, enquanto apenas cerca de 2,5% não foram totalmente detectados.
A diferença entre o tamanho do granizo previsto e o observado é mais notória. O modelo fornece estimativas conservadoras; para eventos de granizo moderado (1-3 polegadas), a maioria dos pontos no gráfico situa-se acima da linha 1:1, o que significa que o modelo prevê geralmente granizo maior do que o registado pelo SPC. Para granizo muito grande (acima de 3 polegadas), o modelo tende a subestimar o tamanho, mas isso é largamente influenciado pelo número limitado de pontos de dados nesse intervalo, devido ao facto de tais eventos serem bastante raros.
Em 23 de junho de 2023, uma forte tempestade nocturna atingiu Scottsbluff, no oeste do Nebraska. Por volta das 21 horas locais (02:00 UTC de 24 de junho), pedras de granizo, algumas com até 4 polegadas de diâmetro, atingiram o local de uma central fotovoltaica de 5,2 MWp com seguidores de eixo único, causando danos extensos na maioria dos módulos fotovoltaicos.
Figura 4: Central fotovoltaica em Scottsbluff, no oeste do Nebraska, após um evento de granizo prejudicial. Fonte da imagem: Nebraska Public Power District, retirado de Renewable Energy World (renewableenergyworld.com)
O mapa e o gráfico abaixo mostram como o modelo de previsão de granizo Solargis Forecast teria captado este evento com várias horas de antecedência. O sinal de previsão começou a aumentar aproximadamente três horas antes do pico do impacto, atingindo um potencial de 95% para granizo de 25 mm (~1 polegada) e um potencial de 35% para granizo de 50 mm (~2 polegadas) no momento do impacto máximo. Os máximos do modelo atingiram 100% de potencial para granizo de 25 mm e 58% para granizo de 50 mm numa área localizada a cerca de 20 km a nordeste da fábrica.
Figura 5: Previsão reconstruída de granizo de Solargis Forecast para 23-24 de junho de 2023. A localização da central fotovoltaica de Scottsbluff está assinalada nos mapas. Potencial de previsão de granizo superior a 25 mm (esquerda) e 50 mm (direita) às 21 horas locais (02:00 UTC). O gráfico mostra a série temporal do sinal de previsão de granizo na localização da central.
Este caso mostra como acesso a informações de risco de granizo a curto prazo poderia ter dado aos operadores tempo suficiente para reduzir a gravidade dos danos, ajustando as posições do rastreador. Os relatórios dizem que os módulos fotovoltaicos no site fotovoltaico de Scottsbluff, Nebraska, tiveram que ser substituídos antes que a usina pudesse retornar ao serviço no início de 2024.
Para os activos fotovoltaicos, o granizo é um risco mecânico grave. É também um dos riscos climáticos mais dispendiosos - em termos de custo de hardware, perda de produção e interrupção operacional. A mitigação começa com a conceção do sistema e o acesso a uma previsão fiável do granizo para fornecer avisos atempados antes da chegada das tempestades, especialmente em regiões com tempestades severas frequentes, como os EUA.
Os danos nos módulos provocados pelo granizo são um dos riscos climáticos mais dispendiosos para os activos fotovoltaicos - em termos de custos de hardware, perda de produção e perturbações operacionais. Com os alertas de granizo no Solargis Forecast, obtém uma camada de alerta precoce que o ajuda a agir antes de a tempestade chegar, protegendo os seus módulos, reduzindo o tempo de inatividade não planeado e, em última análise, salvaguardando tanto o CAPEX como as receitas.
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