베트남 특성에 맞는 풍력 터빈 블레이드 개발

최근 베트남은 녹색 및 청정 에너지 개발과 관련하여 많은 정책을 시행해 왔습니다. 여기에는 2021~2030년 기간의 녹색 성장에 대한 국가 전략, 2050년 비전이 포함됩니다. 2030년까지의 베트남 국가 에너지 개발 전략, 2045년까지의 비전 2021~2030년 국가 전력 개발 계획, 2050년 비전(전력 계획 VIII)... 지리적, 기후적 이점을 갖춘 풍력 에너지와 태양 에너지는 상기 정책에서 개발 및 적용을 우선시하는 솔루션에 포함됩니다.

박리 에 우 풍력 발전소는 총 99MW의 용량을 갖춘 62개의 터빈을 보유하고 있습니다. 사진: Phan Tuan Anh/VNA

베트남에서는 풍력 에너지의 경우 평야, 해안 지역 및 풍속이 좋은 일부 지역에서 대규모 풍력 발전 프로젝트를 건설하여 국가 전력망에 연결하는 데 투자했습니다. 그러나 풍력 에너지의 활용은 특히 중풍속 및 저풍속 지역에서는 여전히 이용 가능한 잠재력에 걸맞지 않습니다. 각 지역의 기후와 지형 조건에 적합한 풍력 터빈 블레이드 모델의 설계와 개발은 구체적으로 연구되지 않았으며, 특히 풍속이 느린 지역에서는 더욱 그렇습니다.

위의 사실을 바탕으로, 베트남 과학기술 아카데미 에너지환경 과학 기술연구소 재생에너지기술 연구개발센터 연구팀은 아카데미급 프로젝트인 "베트남 저풍속에 적합한 풍력 터빈 블레이드 모델의 설계, 시뮬레이션 및 제작에 관한 연구"(코드: VAST07.01/22-23)를 수행했습니다. 본 연구의 목적은 베트남의 전형적인 저풍속 조건에서 효과적으로 작동하는 풍력 터빈 블레이드 모델을 설계하고 시뮬레이션하여 운영 효율성을 개선하고 생산 비용을 절감하며 재생 에너지 분야의 기술적 자율성을 촉진하는 것입니다.

프로젝트 매니저인 르꽝상 박사는 연구팀이 기존에 시장에 출시되었던 몇몇 기존 블레이드 모델을 기반으로 새로운 풍력 터빈 블레이드 모델을 성공적으로 개발했다고 밝혔습니다. 새로운 날개 디자인은 최대 두께, 최대 두께 위치, 최대 캠버, 최대 캠버 위치 등의 매개변수를 조정하여 공기 역학적 효율성을 높이기 위해 모양이 최적화되었습니다. Ansys Fluent 소프트웨어(가장 강력한 유체역학 계산 소프트웨어)를 사용한 시뮬레이션 결과에 따르면, 새로운 날개 모델이 원래 날개 모델보다 공기역학적 효율성이 더 높은 것으로 나타났습니다.

연구팀은 또한 시뮬레이션 과정을 완료하고 하노이 과학기술대학교 기계공학연구소의 풍동에서 테스트한 사실적인 날개 모델을 제작했습니다. 이러한 블레이드 설계는 공기 역학적 성능을 향상시킬 뿐만 아니라 소규모 풍력 터빈 블레이드를 완벽하게 개발할 수 있는 기회를 열어주어 농촌, 오지 및 기타 저풍속 지역의 지속 가능한 에너지 개발 요구를 충족합니다.

이 연구에서 과학자들은 VAST-EPU-E387, VAST-EPU-S1010, VAST-EPU-S1223, VAST-EPU-NACA0009 및 VAST-EPU-NACA6409를 포함하여 크기가 25 x 15(10) x (3 - 5)cm인 5개의 풍력 터빈 블레이드 모델을 성공적으로 개발하고 제조했습니다. 블레이드 샘플은 복합 소재로 제작되어 저풍속 조건에서도 내구성과 효율성을 보장하며, 현재 에너지 및 환경 과학 기술 연구소에 보관되어 있습니다. 또한 연구팀은 새로운 날개 모델에 대한 5세트의 상세 설계 도면을 완성하여 향후 연구 및 응용 개발에 활용했습니다. 연구 결과는 베트남의 해상 풍력 발전 개발 가능성과 공기역학적 분석을 언급하며 SCIE/Scopus 분야의 국제 저널을 비롯한 권위 있는 국내 및 국제 과학 논문에 게재되었습니다.

Le Quang Sang 박사는 이 연구가 베트남의 저풍속 조건에 적합한 풍력 터빈 날개를 완성하고 개발하기 위한 중요한 첫 단계이며, 풍력 에너지를 보다 효과적으로 활용하는 것을 목표로 한다고 밝혔습니다. 연구팀은 앞으로 전체 날개의 설계와 제조 공정을 개선하는 데 집중할 예정이며, 특히 날개 샘플의 표면을 매끄럽게 만들고 날개 샘플의 공기 저항 계수를 줄이기 위해 더 적합한 재료를 선택할 예정입니다. 또한, 공기역학적 성능을 향상시키기 위해 인공지능(AI)과 같은 현대적 도구를 설계에 적용하는 것도 고려될 것입니다.

에너지 및 환경 과학 기술 연구소의 과학 위원회 위원인 Trinh Van Tuyen 교수 박사는 이 연구가 저풍속 지역을 위한 풍력 터빈 블레이드 모델의 설계 및 제조에 있어서 중요한 진전을 이룬 것이라고 평가했습니다. 이 연구의 하이라이트는 첨단 전산 유체 역학(CFD) 시뮬레이션 소프트웨어를 사용한 현대적 설계 방법을 적용하여 기존 날개 설계에 비해 공기 역학적 성능을 향상시킬 수 있는 능력을 개발했다는 ​​것입니다. 연구 결과는 운영 효율성에 대한 요구 사항을 충족할 뿐만 아니라 실제 적용 가능성을 열어주어 베트남에서 풍력 에너지 자원을 활용하는 능력을 높이는 데 크게 기여했습니다.

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