Thiết kế tối ưu cánh tuabin gió nhỏ thúc đẩy khai thác điện gió tại Việt Nam

Trong các dự án điện gió, việc thiết kế tối ưu mẫu cánh tuabin gió góp phần quan trọng làm tăng hiệu suất khí động học của cả cánh tuabin gió để đẩy mạnh khai thác động năng của gió và hiệu quả kinh tế. Tuy nhiên, hầu hết các thiết kế cánh tuabin gió công suất lớn hiện nay lại chỉ tập trung vào các khu vực có tốc độ gió cao và bỏ qua khu vực có tốc độ gió thấp.

Ở Việt Nam, các vùng đồng bằng, ven biển và một số khu vực có tốc độ gió khá tốt đã được đầu tư xây dựng các dự án điện gió công suất lớn để hòa vào lưới điện quốc gia. Tuy vậy, việc khai thác nguồn năng lượng gió vẫn chưa tương xứng với tiềm năng sẵn có, đặc biệt là tại các khu vực có tốc độ gió trung bình và thấp. Từ thực tế trên, nhóm nghiên cứu tại Viện Khoa học công nghệ Năng lượng và Môi trường thuộc Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã tiến hành nghiên cứu thiết kế, mô phỏng và chế tạo mẫu cánh tuabin gió phù hợp với tốc độ gió thấp ở Việt Nam. Trong khuôn khổ nghiên cứu, các tác giả đã phát triển thành công những mẫu cánh tuabin gió mới dựa trên một số mẫu cánh gốc được tham khảo trên trang web: http://airfoiltools.com. Các mẫu cánh mới được tối ưu về hình dạng để tăng hiệu suất hóa khí động học thông qua điều chỉnh các thông số như độ dày lớn nhất, vị trí độ dầy lớn nhất, độ cong lớn nhất và vi trí độ cong lớn nhất. Kết quả mô phỏng bằng phần mềm Ansys Fluent cho thấy các mẫu cánh mới có hiệu suất khí động học cao hơn so với mẫu cánh gốc.

Ngoài ra, nhóm nghiên cứu cũng hoàn thiện quy trình mô phỏng và chế tạo các mẫu cánh thực tế và đã được kiểm chứng trong hầm gió của Viện Cơ khí Động lực thuộc Đại học Bách khoa Hà Nội. Những mẫu cánh này không chỉ nâng cao hiệu suất khí động học mà còn mở ra cơ hội phát triển hoàn thiện các cánh tuabin gió công suất nhỏ, đáp ứng nhu cầu phát triển năng lượng bền vững cho các khu vực nông thôn, vùng sâu, vùng xa và các khu vực có tốc độ gió thấp khác. Bên cạnh đó, các nhà khoa học đã phát triển và chế tạo thành công 5 mẫu cánh tuabin gió, bao gồm VAST-EPU-E387, VAST-EPU-S1010, VAST-EPU-S1223, VAST-EPU-NACA0009 và VAST-EPU-NACA6409, có kích thước từ 25 x 15 (10) x (3 - 5) cm. Các mẫu cánh được làm từ vật liệu composite, đảm bảo độ bền và hiệu quả trong điều kiện tốc độ gió thấp và hiện đang được lưu giữ tại Viện Khoa học công nghệ Năng lượng và Môi trường. Nghiên cứu còn hoàn thiện 5 bộ bản vẽ thiết kế chi tiết các mẫu cánh mới phục vụ công tác nghiên cứu và triển khai ứng dụng trong tương lai.

Nghiên cứu là bước khởi đầu quan trọng để tiếp tục hoàn thiện và phát triển các cánh tuabin gió phù hợp với điều kiện tốc độ gió thấp tại Việt Nam, hướng đến khai thác năng lượng gió hiệu quả hơn. Kết quả nghiên cứu không chỉ đáp ứng các yêu cầu về hiệu quả vận hành mà còn mở ra cơ hội ứng dụng thực tế, góp phần quan trọng vào việc tăng khả năng khai thác nguồn năng lượng gió tại Việt Nam.

Nguồn: Báo khoa học và phát triển