Os três trabalhos apresentados a seguir foram desenvolvidos por pesquisadores do Laboratório de Modelagem e Estudos de Recursos Renováveis de Energia (LABREN), vinculado ao Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE), e apresentados no ISES Solar World Congress 2025 (SWC2025). O INPE é uma instituição pública federal brasileira, vinculada ao Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovação (MCTI), que atua em pesquisa científica, desenvolvimento tecnológico e aplicações nas áreas espacial e ambiental, incluindo o monitoramento da Terra e o estudo do clima. O LABREN é um laboratório do INPE dedicado à pesquisa e ao desenvolvimento de métodos e ferramentas para a avaliação e a modelagem dos recursos de energias renováveis.
A ISES (International Solar Energy Society) é uma organização internacional sem fins lucrativos dedicada à promoção do aproveitamento sustentável da energia solar e de outras fontes renováveis. Fundada em 1954, a entidade atua na disseminação do conhecimento científico e tecnológico, no incentivo à pesquisa e à inovação e na articulação entre pesquisadores, profissionais, empresas e formuladores de políticas públicas. Entre suas iniciativas estão a organização de congressos internacionais, a divulgação de estudos científicos e o estímulo ao desenvolvimento de soluções energéticas que contribuam para a transição para sistemas mais sustentáveis.
O SWC2025 (ISES Solar World Congress 2025) foi a edição de 2025 do Congresso Mundial de Energia Solar, evento científico e tecnológico internacional promovido pela ISES em parceria com a Associação Brasileira de Energia Solar (ABENS), sua seção brasileira. Realizado de 3 a 7 de novembro de 2025, em Fortaleza, Ceará, o congresso reuniu pesquisadores, estudantes, profissionais do setor energético e representantes de instituições para compartilhar avanços científicos, experiências e soluções relacionadas à energia solar e às energias renováveis. A programação abrangeu temas como energia solar fotovoltaica e térmica, meteorologia e avaliação de recursos renováveis, integração de redes elétricas, microrredes, planejamento urbano, políticas energéticas e sustentabilidade. Sua realização no Brasil, pouco antes da COP30, também contribuiu para ampliar o debate internacional sobre a transição energética e o enfrentamento das mudanças climáticas.
Overirradiance: Characterization and Forecast in the Central Amazon
O trabalho investiga como as nuvens influenciam as variações rápidas da irradiância solar na Amazônia Central, com atenção especial aos episódios de sobreirradiância. Esse fenômeno ocorre quando a radiação solar que chega à superfície ultrapassa temporariamente os níveis esperados em condições de referência, podendo até superar os valores típicos de céu limpo. Isso pode acontecer quando nuvens fragmentadas bloqueiam parte da radiação solar e, ao mesmo tempo, favorecem a dispersão e a concentração da luz nas suas bordas.
A irradiância solar global horizontal (GHI, do inglês Global Horizontal Irradiance) é a quantidade de potência solar que incide sobre uma superfície horizontal por unidade de área, geralmente expressa em watts por metro quadrado (W/m²). Para caracterizar suas variações, o estudo utiliza o índice Daily Aggregate Ramp Rate (DARR), que representa a soma dos valores absolutos das variações de irradiância entre intervalos de tempo consecutivos ao longo de um dia – quanto maior o valor, maior tende a ser a variabilidade.
Os resultados mostram uma correlação positiva entre o DARR e a frequência de eventos de overirradiance (r = 0,63), relação que se mostrou mais forte na estação chuvosa (r = 0,67) do que na estação seca (r = 0,58). Isso indica que períodos com maior variabilidade tendem a apresentar mais eventos desse tipo, embora a correlação, isoladamente, não comprove uma relação de causa e efeito.
As nuvens baixas foram predominantes durante os eventos de overirradiance, especialmente quando a GHI ultrapassou 1000 W/m². Já as nuvens do tipo cumulus congestus, que possuem grande desenvolvimento vertical, e as nuvens baixas estiveram associadas às variações mais abruptas da irradiância, incluindo mudanças superiores a 100 W/m². Essas oscilações podem ocorrer tanto pelo aumento temporário da radiação nas proximidades das bordas das nuvens quanto pelo rápido bloqueio da luz quando elas se deslocam diante do Sol. As nuvens altas do tipo cirrus e as nuvens médias altocumulus também apareceram durante esses episódios, mas geralmente associadas a oscilações menos intensas.
Tabela – Distribuição percentual dos tipos de nuvens em três condições diferentes: todos os dados com classificação de nuvens, apenas casos com sobreirradiância (OI) e sobreirradiância com irradiância global horizontal (GHI) superior a 1000 W/m² (OI com GHI > 1000), em porcentagens.
| Tipo de nuvem | Total | OI | OI (GHI > 1000) |
|---|---|---|---|
| 1 – Low cloud | 4450 | 78 | |
| 2 – Congestus | 62 | 1 | |
| 3 – Deep cloud | 70 | 1 | |
| 4 – Altocumulus | 1721 | 12 | |
| 5 – Altostratus | 11 | 0 | |
| 6 – Cirrostratus | 52 | 1 | |
| 7 – Cirrus | 202 | 57 |
A pesquisa também examina como os diferentes tipos de nuvens influenciam a intensidade e a frequência dessas ocorrências ao longo do dia e das estações do ano. O estudo identificou ainda maior variabilidade intradiária nas proximidades do meio-dia solar, com destaque para a tarde. Embora a estação seca tenha apresentado maior variabilidade em determinados períodos, especialmente em julho, a relação entre variabilidade e frequência de overirradiance foi mais forte na estação chuvosa. Os autores também observaram uma redução na ocorrência de nuvens com grande desenvolvimento vertical em 2015, possivelmente relacionada ao El Niño e à presença de aerossóis, embora essa interpretação deva ser considerada uma hipótese, e não uma causalidade comprovada pelo estudo.
Por fim, o trabalho demonstra que a ocorrência de overirradiance depende não apenas da quantidade de nuvens, mas também de sua forma, espessura óptica, distribuição espacial, posição em relação ao Sol e evolução ao longo do dia. A análise dessas características é importante porque as variações rápidas da irradiância provocam oscilações na potência produzida por sistemas fotovoltaicos, o que representa um desafio para a operação e o planejamento dos sistemas elétricos. Ao identificar os tipos de nuvens e as condições temporais mais associados a essas mudanças, a pesquisa oferece informações físicas e estatísticas que podem contribuir para o desenvolvimento de modelos de previsão de curtíssimo prazo, inclusive aqueles baseados em aprendizado de máquina.
Essa aplicação é explorada nos trabalhos relacionados de Rocha et al. (2025) e Rocha (2025), que utilizam o conhecimento sobre as interações entre nuvens e radiação solar para investigar a capacidade de prever a irradiância e detectar episódios de overirradiance. Assim, o estudo contribui tanto para a compreensão dos processos atmosféricos na Amazônia Central quanto para o aprimoramento de ferramentas de previsão úteis à integração da energia solar à matriz elétrica.
ROCHA, VINICIUS; COSTA, RODRIGO ; FISCH, GILBERTO ; RUANO, ANTÓNIO . Overirradiance: Caracterization and Forecast in the Central Amazon. In: SWC2025 Solar World Congress 2025, 2026, Fortaleza. Proceedings of SWC2025 – ISES Solar World Congress 2025. Freiburg: International Solar Energy Society, 2025. p. 1. Disponível em: <https://dx.doi.org/10.18086/swc.2025.04.35>
Brazilian Database for Solar Irradiation Assessment
O trabalho apresenta resultados preliminares de melhorias realizadas no modelo BRASIL-SR, desenvolvido e utilizado pelo LABREN para estimar a disponibilidade de energia solar no território brasileiro. Essas informações são fundamentais para o planejamento de usinas solares e para a elaboração de políticas energéticas que reduzam as emissões de gases de efeito estufa.
O modelo utiliza imagens de satélite para estimar a radiação solar que chega à superfície, considerando fatores atmosféricos, como a presença de nuvens e aerossóis. A radiação solar global, por exemplo, corresponde à radiação total que atinge uma superfície horizontal, incluindo tanto a parcela que chega diretamente do Sol quanto aquela dispersada pela atmosfera. O estudo dá continuidade aos esforços de aprimoramento das informações que fundamentam o Atlas Brasileiro de Energia Solar, cuja segunda edição foi publicada em 2017, utilizando dados do satélite GOES-16 referentes ao período de 2018 a 2024.
As melhorias avaliadas incluem novas formas de representar a cobertura efetiva de nuvens (Ceff), ajustes no cálculo da radiação em condições de céu limpo e aprimoramentos na descrição da superfície terrestre. A cobertura efetiva de nuvens busca representar seu efeito sobre a radiação solar, enquanto o modelo de céu limpo estima a radiação esperada na ausência de nuvens, considerando fatores como aerossóis, partículas suspensas na atmosfera que podem absorver e dispersar a luz. O estudo também incorporou melhorias na representação do albedo (a proporção da radiação solar refletida por uma superfície) e da reflexão da radiação em diferentes direções, especialmente em áreas com grandes corpos d’água.
Para verificar o desempenho do modelo, os pesquisadores compararam as estimativas com observações e utilizaram métricas estatísticas. Entre os resultados, destacam-se coeficientes de determinação superiores a 0,99 nas avaliações sob céu limpo, indicando elevada correspondência entre os valores estimados e observados, além de vieses entre aproximadamente -5% e 2%. As avaliações sob céu encoberto também foram consideradas satisfatórias, embora o erro quadrático médio tenha indicado possíveis inconsistências em parte dos dados observacionais utilizados na validação.
De modo geral, os resultados apontam que as melhorias permitiram representar com maior detalhamento a distribuição espacial e temporal da radiação solar no Brasil. Os autores também observaram aumento na média diária da radiação global estimada durante os meses secos, atribuído às novas parametrizações e à utilização de dados de entrada mais refinados. É importante destacar que esse aumento não significa necessariamente que a disponibilidade real de energia solar tenha aumentado, mas que as estimativas produzidas pelo modelo se modificaram com os aprimoramentos metodológicos.
O trabalho ressalta, ainda, que os resultados são preliminares e que novas avaliações estão em andamento, principalmente sobre a separação da radiação global em suas componentes direta e difusa e sobre períodos mais longos, que permitam compreender melhor as variações da nebulosidade entre diferentes anos. Dessa forma, o estudo contribui para aperfeiçoar a base de dados brasileira de irradiação solar, essencial para identificar áreas favoráveis à geração fotovoltaica e solar térmica e apoiar o planejamento energético nacional.
COSTA, RODRIGO ; GONCALVES, ANDRE ; ZARZUR, ANTONIO ; SIQUEIRA, RICARDO ; ROCHA, VINICIUS ; PEREIRA, ENIO ; PES, MARCELO ; MACHADO, GUILHERME ; CASAGRANDE, MADELEINE ; LIMA, FRANCISCO ; MARTINS, FERNANDO . Brazilian Database for Solar Irradiation Assessment. In: SWC2025 Solar World Congress 2025, 2026, Fortaleza. Proceedings of SWC2025 – ISES Solar World Congress 2025. Freiburg: International Solar Energy Society, 2025. p. 1. Disponível em: <https://dx.doi.org/10.18086/swc.2025.04.08>
Cloud Variability and Cloudless Percentage Days Calculation Using Cluster Analysis
O trabalho investiga quais regiões do Brasil apresentam condições mais favoráveis à geração de energia solar térmica, considerando a cobertura de nuvens e suas variações ao longo do tempo. Para isso, utiliza dados de refletância das nuvens com resolução temporal de 10 minutos, coletados entre 2020 e 2024. A refletância indica a parcela da radiação solar que é refletida pelas nuvens, enquanto a cobertura de nuvens representa quanto do céu está encoberto. Esses fatores são importantes porque as nuvens podem reduzir a quantidade de radiação solar que chega à superfície e provocar mudanças rápidas na energia disponível para conversão.
O estudo emprega dois indicadores, Ceff e DARR, para caracterizar, respectivamente, a cobertura de nuvens e sua variabilidade. Em termos gerais, valores menores desses indicadores representam condições mais favoráveis à geração solar, seja pela menor presença de nuvens, seja pela menor oscilação das condições atmosféricas.
Para identificar padrões regionais, os pesquisadores aplicaram a análise de agrupamento (cluster analysis), uma técnica estatística que reúne observações com características semelhantes, permitindo reconhecer regiões e períodos com comportamentos parecidos. A partir desses grupos, selecionaram situações com baixos valores de Ceff e DARR para calcular o índice Cloudless Percentage Days (CPD), ou percentual de dias com condições favoráveis de céu pouco encoberto e baixa variabilidade. Quanto maior o CPD, maior a frequência de dias adequados à geração solar nas condições definidas pelo estudo.
Os resultados destacaram o noroeste de Minas Gerais e o oeste da Bahia, onde o CPD superou 0,65, indicando condições favoráveis em mais de 65% dos dias avaliados. Nessas áreas, a fração de cobertura de nuvens permaneceu abaixo de 0,2 e o DARR ficou abaixo de 5. A região central do Brasil também apresentou valores moderados a elevados, mas principalmente durante a estação seca, quando sistemas atmosféricos como a Zona de Convergência Intertropical (ZCIT) e a Zona de Convergência do Atlântico Sul (ZCAS) tendem a perder força, favorecendo períodos menos chuvosos.
Em contrapartida, a Região Norte, partes do litoral e do leste das regiões Nordeste e Sudeste e a Região Sul apresentaram condições menos favoráveis durante o ano, com CPD inferior a 0,25. Os autores associam esse resultado à maior atuação de sistemas convectivos, que favorecem a formação de nuvens e precipitação, e à influência oceânica. A análise também identificou variações entre os anos, com um padrão contrastante entre as regiões Norte e Central e a Região Sul, possivelmente relacionado aos fenômenos El Niño e La Niña, que alteram a circulação atmosférica e os regimes de chuva.
Assim, o trabalho oferece uma metodologia para comparar o potencial climático de diferentes áreas para a geração de energia solar, especialmente em sistemas solares térmicos que dependem de condições favoráveis de radiação. Os autores ressaltam, contudo, que o período de cinco anos é limitado para compreender plenamente as oscilações climáticas de longo prazo e recomendam ampliar a análise para séries de 20 a 30 anos.
SIQUEIRA, RICARDO ; ROCHA, VINICIUS ; COSTA, RODRIGO ; GONCALVES, ANDRE . Cloud Variability and Cloudless Percentage Days Calculation Using Cluster Analysis. In: SWC2025 Solar World Congress 2025, 2026, Fortaleza. Proceedings of SWC2025 – ISES Solar World Congress 2025. Freiburg: International Solar Energy Society, 2025. p. 1. Disponível em: <https://dx.doi.org/10.18086/swc.2025.04.12>