O modelo de transferência radiativa BRASIL-SR foi desenvolvido pelo LABREN/CCST/INPE e utiliza imagens de satélite em conjunto com dados climatológicos médios mensais para o cálculo de estimativas de irradiação solar incidente, permitindo mapear os locais propícios para o aproveitamento do recurso solar. As estimativas fornecidas pelo modelo têm foco nos resultados mensais e ainda na transmitância atmosférica calculada apenas para médias horárias no centro do intervalo mensal, devido ao alto custo computacional. Apesar de exaustivamente validado e de apresentar erros na mesma ordem de outras ferramentas computacionais da literatura, as extrapolações realizadas implicam em maiores valores de viés nas estimativas de irradiação horaria e diária. Este trabalho teve por objetivo otimizar o desempenho computacional do modelo BRASIL-SR em sistemas com múltiplos núcleos, através da utilização de diretivas de paralelização do OpenMP com escalonamento dos laços e alteração nos dados de entrada e saída para o formato em NetCDF. O tempo de processamento do modelo BRASIL-SR foi reduzido de 27 horas para 1 hora e 30 minutos, utilizando 24 threads. Outras técnicas tradicionais de otimização, como blocagem e vetorização, também foram investigadas, mas não apresentaram uma melhoria no desempenho devido à estrutura do código do modelo. Com o resultado inicial desta pesquisa, foi possível alterar o modo de calculo da transmitância, que antes era calculado para o centro do intervalo mensal, para o calculo diário da transmitância. Um script foi desenvolvimento para a execução do préprocessamento e processamento do modelo, obtendo um tempo total de préprocessamento e processamento de 1 hora e 40 minutos, uma melhora de 3700%. A utilização do modelo paralelizado com OpenMP, juntamente com os scripts Python, desenvolvidos para a operacionalização do modelo, será determinante para o desenvolvimento de modelos de previsão de irradiação solar de curto e curtíssimo prazo, sendo de extrema relevancia para tomada de decisão de diversos atores, como por exemplo o Operador Nacional do Sistema Elétrico.
The radiative transfer model BRASIL-SR was developed by LABREN/CCST/INPE. This model uses satellite images data with monthly average climatological for the estimates of incident solar irradiation, allowing mapping of the sites suitable for the use of the solar resource. The estimates provided by the model focus on the monthly results and on the atmospheric transmittance calculated only for hourly means in the center of the monthly range, due to the high computational cost. In spite of being extensively validated and presenting errors in the same order as other computational tools in the literature, the extrapolations carried out imply higher bias values in the hourly and daily irradiation estimates. This work aimed to optimize the computational performance of the BRASIL-SR model in systems with multicore, using parallelization policies OpenMP with escalation of the loops and change in the input and output data to the format in NetCDF. The processing time of the model BRASIL-SR was reduced from 27 hours to 1 hour and 30 minutes using 24 threads. Other traditional optimization techniques, such as blocking and vectoring, were also investigated but did not show an improvement in performance due to the model code structure. With the initial result of this research, it was possible to change the mode of transmittance calculation, which was previously calculated to the center of the monthly interval, for the daily transmittance calculation. A script was development for the execution of the pre-processing and processing of the model, obtaining a total time of preprocessing and processing of 1 hour and 40 minutes, an improvement of 3700%. The use of the parallelized model with OpenMP, together with the Python scripts, developed for the operation of the model, will be determinant for the development of models of prediction of solar irradiation of short and very short term, being of extreme relevance for the decision making of several actors , such as the National Electric System Operator.
