การพัฒนาใบพัดกังหันลมให้เหมาะสมกับลักษณะเฉพาะของเวียดนาม

ในช่วงเวลาที่ผ่านมา เวียดนามได้ดำเนินการนโยบายต่างๆ มากมายที่เกี่ยวข้องกับการพัฒนาพลังงานสีเขียวและสะอาด เช่น กลยุทธ์แห่งชาติเกี่ยวกับการเติบโตสีเขียวในช่วงปี 2021-2030 วิสัยทัศน์ 2050 ยุทธศาสตร์การพัฒนาพลังงานแห่งชาติของเวียดนามถึงปี 2030 วิสัยทัศน์ถึงปี 2045 แผนพัฒนากำลังผลิตไฟฟ้าแห่งชาติ พ.ศ. 2564 - 2573 วิสัยทัศน์ถึงปี 2593 (แผนพัฒนากำลังผลิตไฟฟ้า ฉบับที่ 8) ... ด้วยข้อได้เปรียบด้านภูมิศาสตร์และภูมิอากาศ พลังงานลมและพลังงานแสงอาทิตย์จึงเป็นหนึ่งในแนวทางการแก้ปัญหาที่ให้ความสำคัญต่อการพัฒนาและประยุกต์ใช้ในนโยบายข้างต้น

โรงไฟฟ้าพลังงาน ลมบั๊กเลียว มีกังหันพลังงาน 62 ตัว โดยมีกำลังการผลิตไฟฟ้ารวมโดยประมาณ 99 เมกะวัตต์ ภาพโดย: Phan Tuan Anh/VNA

สำหรับพลังงานลมในเวียดนาม พื้นที่ราบ พื้นที่ชายฝั่งทะเล และพื้นที่บางส่วนที่มีความเร็วลมดีได้ลงทุนสร้างโครงการพลังงานลมขนาดใหญ่เพื่อเชื่อมต่อกับโครงข่ายไฟฟ้าแห่งชาติ อย่างไรก็ตาม การใช้พลังงานลมยังคงไม่สมดุลกับศักยภาพที่มีอยู่โดยเฉพาะในพื้นที่ที่มีความเร็วลมปานกลางและต่ำ การออกแบบและการพัฒนาแบบจำลองใบพัดกังหันลมที่เหมาะสมกับสภาพภูมิอากาศและภูมิประเทศของแต่ละภูมิภาคยังไม่ได้รับการศึกษาโดยเฉพาะในพื้นที่ที่มีความเร็วลมต่ำ

จากข้อเท็จจริงดังกล่าว ทีมวิจัยของศูนย์วิจัยและพัฒนาเทคโนโลยีพลังงานหมุนเวียน สถาบันพลังงานและ วิทยาศาสตร์ สิ่งแวดล้อมและเทคโนโลยี (สถาบันวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีเวียดนาม) ได้ดำเนินโครงการระดับสถาบัน "การวิจัยการออกแบบ การจำลอง และการผลิตแบบจำลองใบพัดกังหันลมที่เหมาะสมสำหรับความเร็วลมต่ำในเวียดนาม" (รหัส: VAST07.01/22-23) วัตถุประสงค์ของการศึกษานี้คือการออกแบบและจำลองแบบจำลองใบพัดกังหันลมที่ทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพในสภาวะความเร็วลมต่ำ ซึ่งโดยทั่วไปในประเทศเวียดนาม เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพการทำงานและลดต้นทุนการผลิต ส่งเสริมความเป็นอิสระทางเทคโนโลยีในภาคพลังงานหมุนเวียน

ดร. เล กวาง ซาง ผู้จัดการโครงการ กล่าวว่า ทีมวิจัยประสบความสำเร็จในการพัฒนาแบบจำลองใบพัดกังหันลมใหม่ๆ โดยอ้างอิงจากแบบจำลองใบพัดดั้งเดิมบางรุ่นที่วางจำหน่ายในท้องตลาดก่อนหน้านี้ การออกแบบปีกแบบใหม่ได้รับการปรับรูปร่างเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพทางอากาศพลศาสตร์โดยการปรับพารามิเตอร์ต่างๆ เช่น ความหนาสูงสุด ตำแหน่งความหนาสูงสุด ความโค้งสูงสุด และตำแหน่งความโค้งสูงสุด ผลการจำลองโดยใช้ซอฟต์แวร์ Ansys Fluent (ซอฟต์แวร์คำนวณอุทกพลศาสตร์ที่มีประสิทธิภาพสูงสุด) แสดงให้เห็นว่ารุ่นปีกใหม่มีประสิทธิภาพทางอากาศพลศาสตร์ที่สูงกว่ารุ่นปีกเดิม

ทีมวิจัยยังได้เสร็จสิ้นกระบวนการจำลองและผลิตแบบจำลองปีกที่สมจริงซึ่งได้ทำการทดสอบในอุโมงค์ลมของสถาบันวิศวกรรมเครื่องกล มหาวิทยาลัยวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ฮานอย การออกแบบใบพัดเหล่านี้ไม่เพียงแต่ช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพทางอากาศพลศาสตร์เท่านั้น แต่ยังเปิดโอกาสให้พัฒนาใบพัดกังหันลมที่มีความจุขนาดเล็กครบวงจร ตอบสนองความต้องการในการพัฒนาพลังงานอย่างยั่งยืนสำหรับชนบท ห่างไกล และพื้นที่ที่มีความเร็วลมต่ำอื่นๆ

ในการศึกษาครั้งนี้ นักวิทยาศาสตร์ได้พัฒนาและผลิตใบพัดกังหันลมสำเร็จแล้ว 5 รุ่น ได้แก่ VAST-EPU-E387, VAST-EPU-S1010, VAST-EPU-S1223, VAST-EPU-NACA0009 และ VAST-EPU-NACA6409 โดยมีขนาด 25 x 15 (10) x (3 - 5) ซม. ตัวอย่างใบมีดทำจากวัสดุคอมโพสิต ทำให้มีความทนทานและมีประสิทธิภาพในสภาวะความเร็วลมต่ำ และปัจจุบันเก็บรักษาไว้ที่สถาบันพลังงานและวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีสิ่งแวดล้อม นอกจากนี้ ทีมวิจัยยังได้จัดทำแบบออกแบบรายละเอียดสำหรับโมเดลปีกใหม่จำนวน 5 ชุดสำหรับการวิจัยและการพัฒนาการใช้งานในอนาคตอีกด้วย ผลงานวิจัยได้รับการตีพิมพ์ในบทความทางวิทยาศาสตร์ระดับชาติและระดับนานาชาติที่มีชื่อเสียง เช่น ในวารสารนานาชาติในหมวด SCIE/Scopus เกี่ยวกับการวิเคราะห์อากาศพลศาสตร์และศักยภาพในการพัฒนาพลังงานลมนอกชายฝั่งในประเทศเวียดนาม

ดร. เล กวาง ซาง กล่าวว่าการวิจัยนี้ถือเป็นก้าวเริ่มต้นที่สำคัญในการพัฒนาใบพัดกังหันลมให้เหมาะสมกับสภาวะลมความเร็วต่ำในเวียดนามต่อไป โดยมุ่งหวังที่จะใช้พลังงานลมได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น ในอนาคต ทีมวิจัยจะมุ่งเน้นไปที่การปรับปรุงกระบวนการออกแบบและการผลิตปีกทั้งชุด โดยเฉพาะการปรับพื้นผิวของตัวอย่างปีกให้เรียบและการเลือกใช้วัสดุที่เหมาะสมยิ่งขึ้นเพื่อลดค่าสัมประสิทธิ์แรงลากของตัวอย่างปีก นอกจากนี้จะมีการพิจารณานำเครื่องมือสมัยใหม่ เช่น ปัญญาประดิษฐ์ (AI) มาใช้ในการออกแบบเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพทางอากาศพลศาสตร์อีกด้วย

ศาสตราจารย์ ดร. Trinh Van Tuyen สมาชิกสภาวิทยาศาสตร์แห่งสถาบันพลังงานและวิทยาศาสตร์สิ่งแวดล้อมและเทคโนโลยี ประเมินว่าการวิจัยครั้งนี้ถือเป็นก้าวสำคัญในการออกแบบและผลิตใบพัดกังหันลมรุ่นสำหรับพื้นที่ที่มีความเร็วลมต่ำโดยเฉพาะ จุดเด่นของการวิจัยนี้คือความสามารถในการปรับปรุงประสิทธิภาพทางอากาศพลศาสตร์เมื่อเทียบกับการออกแบบปีกแบบดั้งเดิม โดยอาศัยการประยุกต์ใช้วิธีการออกแบบสมัยใหม่ด้วยซอฟต์แวร์จำลองพลศาสตร์ของไหลเชิงคำนวณขั้นสูง (CFD) ผลการวิจัยไม่เพียงแต่ตรงตามข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพการดำเนินงานเท่านั้น แต่ยังเปิดโอกาสให้มีการนำไปใช้ในทางปฏิบัติอีกด้วย ส่งผลให้สามารถเพิ่มความสามารถในการใช้ประโยชน์จากทรัพยากรพลังงานลมในเวียดนามได้อย่างมาก

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