Validação da base de dados NSRDB de espectro da irradiância global horizontal para a cidade de Petrolina – Brasil

Abstract

Com a disponibilidade de dados do espectro da irradiância solar proveniente da NREL-NSRDB englobando toda a América do Sul, torna-se importante a validação dessa base para regiões com dados observacionais. O presente trabalho analisa o desempenho da simulação da NSRDB do espectro da irradiância global horizontal para Petrolina, cidade localizada no semiárido do nordeste brasileiro. A validação engloba as sincronizações temporal e de comprimentos de onda dos dados da NSRDB e observados, e também a aplicação de um filtro gaussiano para casar a resolução do espectro de GHI simulado com a dos espectroradiômetros utilizados para as medições no intervalo de 300 a 1700 nm. Os dados da NSRDB foram analisados de forma global, por faixa do espectro solar (ultravioleta, visível e infravermelho) e para os momentos de céu claro. A irradiância obtida através da integral do espectro de GHI também foi avaliada. Para 4408 espectros observados entre os anos de 2018 e 2021, os valores de RMSE normalizado para o espectro de GHI variou de 16,03 % para os momentos de céu claro e 52,80 % para todos os céus, indicando que a acurácia do modelo da NSRDB é significativamente afetada pela cobertura de nuvens sob o clima de Petrolina.

With the availability of spectral solar irradiance data from the NREL-NSRDB service covering all of South America, it is desirable to validate this database at any site with observational data. The present work analyzes the performance of the NSRDB modelled data of global horizontal spectral irradiance for the city of Petrolina, located in a semi-arid region of northeastern Brazil. The validation procedure includes the temporal and wavelength synchronizations of the NSRDB time series with the observed data, as well as the application of a Gaussian filter to match the spectral resolution of the simulated GHI spectrum with that of the spectroradiometers used for the measurements over the observed spectral range (300–1700 nm). The NSRDB GHI spectrum data were analyzed in different ways: as a whole, by solar spectrum band (ultraviolet, visible, and infrared), and for clear-sky moments. The broadband irradiance obtained by summation of the GHI spectrum was also evaluated. For 4408 spectra recorded during 2018–2021, the normalized RMSE of the modelled GHI spectrum varied between 16.03% for clear-sky periods and 52.80 % under all-sky conditions, indicating that the accuracy of the NSRDB spectral model is significantly affected by cloudiness under Petrolina’s climate.