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

In jüngster Zeit hat Vietnam zahlreiche Maßnahmen zur Entwicklung grüner und sauberer Energie umgesetzt, beispielsweise: Nationale Strategie für grünes Wachstum für den Zeitraum 2021–2030, Vision bis 2050; Nationale Energieentwicklungsstrategie Vietnams 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 Maßnahmen Priorität hat.

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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 Windkraftanlagen mit großer Kapazität investiert, um sie an das nationale Stromnetz anzuschließen. Die Nutzung der Windenergieressourcen entspricht jedoch noch nicht dem verfügbaren Potenzial, insbesondere in Gebieten mit mittleren und niedrigen Windgeschwindigkeiten. Die Konstruktion und Entwicklung von Rotorblättern, die an die Klima- und Geländebedingungen der jeweiligen Region angepasst sind, wurde, insbesondere in Gebieten mit niedrigen Windgeschwindigkeiten, nicht speziell untersucht.

Auf der Grundlage der oben genannten Fakten hat das Forschungsteam des Zentrums für Forschung und Entwicklung im Bereich erneuerbare Energietechnologien des Instituts für Energie- und Umweltwissenschaften und -technologie (Vietnamesische Akademie für Wissenschaft und Technologie) das Akademieprojekt „Forschung zu Design, Simulation und Herstellung von für niedrige Windgeschwindigkeiten in Vietnam geeigneten Windturbinenblattmodellen“ (Code: VAST07.01/22-23) durchgeführt. Ziel der Forschung ist die Entwicklung und Simulation eines Windturbinenblattmodells, das bei 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.

Projektleiter Dr. Le Quang Sang erklärte, das Forschungsteam habe erfolgreich neue Rotorblattmodelle für Windkraftanlagen entwickelt, die auf zuvor auf dem Markt erhältlichen Originalmodellen basieren. Die neuen Rotorblattmodelle sind in ihrer Form optimiert, um die aerodynamische Effizienz durch Anpassung von Parametern wie maximaler Dicke, Position der maximalen Dicke, maximaler Krümmung und Position der maximalen Krümmung zu erhöhen. Simulationsergebnisse mit der Software Ansys Fluent (der leistungsstärksten hydrodynamischen Berechnungssoftware) zeigen, dass die neuen Rotorblattmodelle eine höhere aerodynamische Effizienz aufweisen als die Originalmodelle.

Das Forschungsteam schloss außerdem den Simulationsprozess ab und fertigte realistische Rotorblattmodelle an, die im Windkanal des Instituts für Maschinenbau der Technischen Universität Hanoi getestet wurden. Diese Rotorblattmodelle verbessern nicht nur die aerodynamische Leistung, sondern eröffnen auch Möglichkeiten für die Entwicklung kompletter Rotorblätter für Windkraftanlagen mit geringer Leistung, die den Anforderungen einer nachhaltigen Energieentwicklung in ländlichen, abgelegenen und isolierten Gebieten sowie anderen Gebieten mit geringen Windgeschwindigkeiten gerecht werden.

Im Rahmen dieser Studie haben Wissenschaftler erfolgreich fünf Windturbinen-Rotorblättermodelle entwickelt und hergestellt: VAST-EPU-E387, VAST-EPU-S1010, VAST-EPU-S1223, VAST-EPU-NACA0009 und VAST-EPU-NACA6409, mit den Abmessungen 25 x 15 (10) x (3 - 5) cm. Die Rotorblätter bestehen aus Verbundwerkstoffen, was Haltbarkeit und Effizienz bei geringen Windgeschwindigkeiten gewährleistet, und werden derzeit am Institut für Energie- und Umweltwissenschaften und -technologie aufbewahrt. Außerdem hat das Forschungsteam fünf Sätze detaillierter Konstruktionszeichnungen für neue Rotorblattmodelle fertiggestellt, die künftig der Forschung und Anwendungseinführung 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 der Offshore-Windenergieentwicklung in Vietnam.

Dr. Le Quang Sang erklärte, die Forschung sei ein wichtiger erster Schritt zur weiteren Perfektionierung und Entwicklung von Windturbinenblättern, die für niedrige Windgeschwindigkeiten in Vietnam geeignet sind, mit dem Ziel, die Windenergie effektiver zu nutzen. In Zukunft wird sich das Forschungsteam auf die Verbesserung des Designs und des Herstellungsprozesses kompletter Blätter konzentrieren, insbesondere auf die Glättung der Oberfläche des Blattmodells und die Auswahl geeigneterer Materialien zur Reduzierung des Luftwiderstandsbeiwerts des Blattmodells. Darüber hinaus wird der Einsatz moderner Werkzeuge wie künstlicher Intelligenz (KI) im Design in Betracht gezogen, um die aerodynamische Effizienz zu verbessern.

Professor Dr. Trinh Van Tuyen, Mitglied des Wissenschaftlichen Beirats des Instituts für Energie- und Umweltwissenschaften und -technologie, bewertete diese Studie als wichtigen Fortschritt in der Entwicklung und Herstellung von Windturbinenblättern speziell für Regionen mit schwachen Windgeschwindigkeiten. Der Höhepunkt der Studie ist die Fähigkeit, die aerodynamische Leistung im Vergleich zu herkömmlichen Blattkonstruktionen zu verbessern. Dies ist auf die Anwendung moderner Konstruktionsmethoden unter Verwendung fortschrittlicher CFD-Simulationssoftware (Computational Fluid Dynamics) zurückzuführen. Die Forschungsergebnisse erfüllen nicht nur die Anforderungen an die Betriebseffizienz, sondern eröffnen auch Möglichkeiten für praktische Anwendungen und tragen wesentlich zur Verbesserung der Nutzung von Windenergieressourcen in Vietnam bei.

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