Wind power density estimation for cities in the brazilian northeast

• Correia de Holanda, Sandro ^[1] ; Goes de Aragão Santana, Jerusa ^[1] ; Farias Pereira, Fábio ^[1]
  1. [1] Universidade Federal de Alagoas–UFAL
• Localización: Latin American Journal of Energy Research - LAJER, ISSN-e 2358-2286, Vol. 11, Nº. 1, 2024, págs. 121-134
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Estimativa da densidade de potência eólica em cidades do nordeste do Brasil
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• Resumen
  • English

    Improving the accuracy of wind energy production estimation is preponderant for strategic planning within a nation's electrical sector. In this context, this research aimed to estimate both the parameters of the Weibull statistical model and wind power density by using wind data collected from three cities in northeastern Brazil. Furthermore, another objective was the analysis of the best fit between the observed data distribution and the Weibull model. To achieve these goals, four distinct methodologies, namely, the Least-Squares Regression Method (LSRM), Moments Method (MOM), Energy Pattern Factor Method (EPFM), and Maximum Likelihood Method (MLM), were employed to estimate the shape and scale parameters of the Weibull model. In order to analyze the best fit between the observed wind data and the Weibull statistical model, it is imperative to apply at least one statistical test. Specifically, the selected statistical test was the Root Mean Square Error (RMSE). In turn, the mean values of the estimated parameters obtained through the four methods were employed to calculate the wind power densities in each investigated city. The results of this study have shown that the winds blowing in the northeast of Brazil are of excellent quality, favoring wind power generation. Furthermore, all the examined methods (i.e., LSRM, MLM, MOM, and EPFM) demonstrated satisfactory performance in estimating the parameters of the Weibull distribution.

  • português

    Melhorar a exatidão da estimativa de produção de energia eólica é preponderante para o planejamento estratégico no setor elétrico de uma nação. Nesse contexto, esta pesquisa teve como objetivo estimar os parâmetros do modelo estatístico de Weibull e a densidade de potência eólica usando dados coletados de três cidades no nordeste do Brasil. Além disso, outro objetivo foi analisar o melhor ajuste entre a distribuição dos dados observados e o modelo de Weibull. Para atingir esses objetivos, quatro metodologias distintas, a saber, Método de Regressão de Mínimos Quadrados (MRMQ), Método de Momentos (MM), Método de Fator de Padrão de Energia (MFPE) e Método de Máxima Verossimilhança (MMV), foram empregadas para estimar os parâmetros de forma e escala do modelo de Weibull. A fim de analisar o melhor ajuste entre os dados observados do vento e o modelo estatístico de Weibull, foi aplicado o teste estatístico: Erro Médio Quadrático (EMQ). Por sua vez, os valores médios dos parâmetros estimados obtidos através das quatro metodologias foram utilizados para calcular a densidade de potência eólica em cada cidade investigada. Os resultados deste estudo mostram que os ventos que sopram no nordeste do Brasil são de excelente qualidade favorecendo, a geração eólica. Além disso, todos os métodos examinados (ou seja, MRMQ, MMV, MM e MFPE) demonstraram desempenho satisfatório na estimativa dos parâmetros da distribuição de Weibull.