Estudo comparativo da performance do modelo numérico de simulação WRF conduzido por dados GFS e ECMWF para previsão eólica

Abstract

Este trabalho tem como objetivo avaliar a sensibilidade do modelo numérico de previsão do tempo Weather Research and Forecast (WRF) no que diz respeito à previsão da velocidade do vento para fins de previsão de produção eólica. Este foi avaliado sob diferentes condições iniciais e de fronteira. Devido à evolução contínua e ao progresso no desenvolvimento de conjuntos de dados, este trabalho tem como objetivo comparar dois conjuntos de dados distintos, Global Forecast System (GFS) e European Centre for Medium-Range Weather Forecasts (ECMWF). Foram reali zadas várias simulações onde se fizeram variar as condições iniciais e de fronteira, sendo ainda testados vários conjuntos de esquemas de parametrizações físicas para a região do Paul da Serra, na Ilha da Madeira. Com base nas análises e resultados apresentados neste trabalho, pode-se concluir que apesar de não se observarem grandes diferenças entre os diferentes conjuntos de dados, os dados GFS apresentam uma ligeira vantagem sobre os dados ECMWF. No entanto, uma análise mais detalhada mostra que dependendo da posição dos aerogeradores, diferentes conjuntos apresentam resultados mais favoráveis. Relativamente às parametrizações físicas, o esquema da camada limite planetária MYJ apresenta os melhores resultados para dados GFS, enquanto o esquema MYNN 2.5 é o mais indicado para dados ECMWF, isto para o dia de verão estudado. Para o dia de inverno, verifica-se o oposto. A elevada complexidade do terreno mostra-se a principal fonte de erro nos resultados obtidos.

This work aims to evaluate the sensitivity of the Weather Research and Forecast (WRF) prediction model with regard to wind speed simulation. This was evaluated under different initial and boundary conditions. Due to continuous evolution and progress in the development of datasets, this work aims to compare two distinct initial and boundary conditions datasets, Global Forecast System (GFS) and European Centre for Medium-Range Weather Forecasts (ECMWF). Several simulations were carried out in which the initial and boundary conditions were varied, and several sets of physical schemes were tested for the Paul da Serra region, on Madeira Island. Based on the analyses and results presented in this study, it can be concluded that although there are no major differences between both datasets, GFS data have a slight advantage over the ECMWF data. However, a more detailed analysis shows that depending on the position of the wind turbines, different sets present more favorable results. For physical parameterizations, the MYJ planetary boundary layer scheme presents the best results for GFS data, while the MYNN 2.5 scheme is the most suitable for ECMWF data, this for the summer day studied. For the winter day, the opposite turns out. The high complexity of the terrain is the main source of error in the results obtained.