Entwicklung von Rotorblättern für Windkraftanlagen, die den Besonderheiten Vietnams gerecht werden

In jüngster Zeit hat Vietnam viele Maßnahmen zur Entwicklung grüner und sauberer Energie umgesetzt, wie z. B.: Nationale Strategie für grünes Wachstum für den Zeitraum 2021–2030, Vision 2050; Vietnams nationale Energieentwicklungsstrategie bis 2030, Vision bis 2045; Nationaler Energieentwicklungsplan für den Zeitraum 2021–2030, Vision bis 2050 (Energieplan VIII) … Windenergie und Solarenergie gehören aufgrund ihrer geografischen und klimatischen Vorteile zu den Lösungen, deren Entwicklung und Anwendung in den oben genannten Strategien Priorität hat.

Das Windkraftwerk Bac Lieu verfügt über 62 Turbinen mit einer geschätzten Gesamtleistung von 99 MW. Foto: Phan Tuan Anh/VNA

In Vietnam wurde in den Ebenen, Küstengebieten und einigen Gebieten mit guten Windgeschwindigkeiten in den Bau von Windkraftprojekten mit großer Kapazität investiert, um sie an das nationale Stromnetz anzuschließen. Allerdings entspricht die Nutzung der Windenergie noch immer nicht dem verfügbaren Potenzial, insbesondere in Gebieten mit mittleren und niedrigen Windgeschwindigkeiten. Die Konstruktion und Entwicklung von Rotorblattmodellen für Windkraftanlagen, die für die Klima- und Geländebedingungen der jeweiligen Region geeignet sind, wurde nicht speziell untersucht, insbesondere nicht in Gebieten mit niedrigen Windgeschwindigkeiten.

Auf Grundlage der oben genannten Fakten hat das Forschungsteam des Zentrums für Forschung und Entwicklung im Bereich erneuerbare Energietechnologien am Institut für Energie- und Umweltwissenschaften und -technologie (Vietnamesische Akademie der Wissenschaften und Technologien) das Akademieprojekt „Forschung zu Design, Simulation und Herstellung von für niedrige Windgeschwindigkeiten in Vietnam geeigneten Windturbinenblattmodellen“ (Code: VAST07.01/22-23) durchgeführt. Ziel der Studie ist die Entwicklung und Simulation eines Windturbinenblattmodells, das bei den für Vietnam typischen niedrigen Windgeschwindigkeiten effektiv funktioniert, um die Betriebseffizienz zu verbessern, die Produktionskosten zu senken und so die technologische Autonomie im Bereich der erneuerbaren Energien zu fördern.

Dr. Le Quang Sang, Projektmanager, sagte, dass das Forschungsteam erfolgreich neue Rotorblattmodelle für Windkraftanlagen entwickelt habe, die auf einigen zuvor auf dem Markt erhältlichen Original-Rotorblattmodellen basieren. Die neuen Flügeldesigns sind in ihrer Form optimiert, um die aerodynamische Effizienz durch Anpassung von Parametern wie maximale Dicke, Position der maximalen Dicke, maximale Wölbung und Position der maximalen Wölbung zu erhöhen. Simulationsergebnisse mit der Software Ansys Fluent (der leistungsstärksten Software zur hydrodynamischen Berechnung) zeigen, dass die neuen Flügelmodelle eine höhere aerodynamische Effizienz aufweisen als das ursprüngliche Flügelmodell.

Das Forschungsteam schloss außerdem den Simulationsprozess ab und fertigte realistische Flügelmodelle an, die im Windkanal des Instituts für Maschinenbau der Hanoi University of Science and Technology getestet wurden. Diese Rotorblattkonstruktionen verbessern nicht nur die aerodynamische Leistung, sondern eröffnen auch Möglichkeiten für die Entwicklung kompletter Rotorblätter für Windkraftanlagen mit geringer Kapazität, die den Anforderungen einer nachhaltigen Energieentwicklung in ländlichen, abgelegenen und anderen Gebieten mit schwacher Windgeschwindigkeit gerecht werden.

In dieser Studie haben Wissenschaftler erfolgreich 5 Windturbinenblattmodelle entwickelt und hergestellt, darunter: VAST-EPU-E387, VAST-EPU-S1010, VAST-EPU-S1223, VAST-EPU-NACA0009 und VAST-EPU-NACA6409, mit Abmessungen von 25 x 15 (10) x (3 - 5) cm. Die Rotorblattproben bestehen aus Verbundwerkstoffen, die Haltbarkeit und Effizienz bei niedrigen Windgeschwindigkeiten gewährleisten, und werden derzeit am Institut für Energie- und Umweltwissenschaften und -technologie aufbewahrt. Darüber hinaus hat das Forschungsteam fünf Sätze detaillierter Konstruktionszeichnungen für neue Flügelmodelle fertiggestellt, die der zukünftigen Forschung und Anwendungsentwicklung dienen. Die Forschungsergebnisse wurden in renommierten nationalen und internationalen wissenschaftlichen Artikeln veröffentlicht, beispielsweise in internationalen Zeitschriften in der Kategorie SCIE/Scopus mit Bezug auf aerodynamische Analysen und das Potenzial für die Entwicklung der Offshore-Windenergie in Vietnam.

Dr. Le Quang Sang erklärte, dass die Forschung ein wichtiger erster Schritt sei, um die Entwicklung und Perfektionierung von Windturbinenblättern fortzusetzen, die für die Bedingungen mit niedrigen Windgeschwindigkeiten in Vietnam geeignet seien, mit dem Ziel, die Windenergie effizienter zu nutzen. In der kommenden Zeit wird sich das Forschungsteam auf die Verbesserung des Designs und des Herstellungsprozesses des kompletten Flügels konzentrieren, insbesondere auf die Glättung der Oberfläche der Flügelprobe und die Auswahl geeigneterer Materialien, um den Luftwiderstandsbeiwert der Flügelprobe zu verringern. Darüber hinaus wird der Einsatz moderner Tools wie künstlicher Intelligenz (KI) im Design in Betracht gezogen, um die aerodynamische Leistung zu verbessern.

Professor Dr. Trinh Van Tuyen, Mitglied des Wissenschaftlichen Rates des Instituts für Energie- und Umweltwissenschaften und -technologie, schätzte, dass diese Forschung einen wichtigen Fortschritt bei der Entwicklung und Herstellung von Rotorblattmodellen für Windkraftanlagen speziell für Gebiete mit niedrigen Windgeschwindigkeiten darstellt. Der Höhepunkt der Forschung ist die Fähigkeit, die aerodynamische Leistung im Vergleich zu herkömmlichen Flügelkonstruktionen zu verbessern, dank der Anwendung moderner Konstruktionsmethoden unter Verwendung fortschrittlicher CFD-Simulationssoftware (Computational Fluid Dynamics). Die Forschungsergebnisse erfüllen nicht nur die Anforderungen an die Betriebseffizienz, sondern eröffnen auch Möglichkeiten für die praktische Anwendung und tragen so wesentlich dazu bei, die Nutzungsfähigkeit der Windenergieressourcen in Vietnam zu verbessern.

Quelle: https://baotintuc.vn/khoa-hoc-cong-nghe/phat-trien-canh-tuabin-gio-phu-hop-voi-dac-thu-cua-viet-nam-20250401113652157.htm