近年、ベトナムは、2021~2030年の期間および2050年のビジョンに関する国家グリーン成長戦略、2030年および2045年のビジョンに関するベトナム国家エネルギー開発戦略、2021~2030年の期間および2050年のビジョンに関する国家電力開発計画(第8電力計画)など、グリーンおよびクリーンエネルギーの開発に関する多くの政策を実施してきました。地理および気候の利点により、風力エネルギーおよび太陽エネルギーは、上記の政策において開発および適用が優先されるソリューションの1つとなっています。
バクリュウ風力発電所は62基の風力タービンを備え、総発電容量は推定99MW。写真:ファン・トゥアン・アン/VNA
風力エネルギーに関しては、ベトナムでは平野部、沿岸部、そして風速が良好な一部の地域で、国の送電網に接続するための大容量風力発電プロジェクトの建設に投資が行われています。しかし、風力エネルギー資源の利用は、特に中風速および低風速地域では、利用可能なポテンシャルに見合っていないのが現状です。特に低風速地域においては、各地域の気候や地形条件に適した風力タービンブレードモデルの設計・開発が具体的に検討されていません。
上記の事実に基づき、ベトナム科学技術アカデミー(エネルギー・環境科学技術研究所)再生可能エネルギー技術研究開発センターの研究チームは、アカデミーレベルのプロジェクト「ベトナムの低風速に適した風力タービンブレードモデルの設計、シミュレーション、製造に関する研究」(コード:VAST07.01/22-23)を実施しました。本研究の目的は、ベトナム特有の低風速条件下で効果的に動作する風力タービンブレードモデルの設計とシミュレーションを行い、運転効率の向上と生産コストの削減を図り、再生可能エネルギー分野における技術的自立を促進することです。
プロジェクトリーダーのレ・クアン・サン博士は、研究チームが以前市販されていたいくつかのオリジナルブレードモデルをベースに、新しい風力タービンブレードモデルの開発に成功したと述べました。新しいブレードモデルは、最大厚さ、最大厚さ位置、最大曲率、最大曲率位置などのパラメータを調整することで、形状が最適化され、空力効率が向上しています。Ansys Fluentソフトウェア(最も強力な流体力学計算ソフトウェア)を使用したシミュレーション結果では、新しいブレードモデルがオリジナルブレードモデルよりも高い空力効率を示すことが示されました。
研究チームはシミュレーションプロセスも完了させ、 ハノイ工科大学機械工学研究所の風洞で試験された実物大のブレードモデルを製作しました。これらのブレードモデルは、空力性能を向上させるだけでなく、農村部、遠隔地、孤立地域、その他風速の低い地域における持続可能なエネルギー開発のニーズを満たす、完全な小容量風力タービンブレードの開発機会を開拓します。
本研究では、科学者らがVAST-EPU-E387、VAST-EPU-S1010、VAST-EPU-S1223、VAST-EPU-NACA0009、VAST-EPU-NACA6409の5つの風力タービンブレードモデルの開発と製造に成功しました。サイズは25 x 15(10)x(3-5)cmです。ブレードモデルは複合材料で作られており、低風速条件での耐久性と効率性を確保しており、現在はエネルギー環境科学技術研究所に保管されています。さらに、研究チームは、将来の研究と応用展開に役立つ、新しいブレードモデルの詳細設計図5セットも完成させました。研究結果は、ベトナムの洋上風力発電開発の空気力学的分析と可能性について言及しているSCIE / Scopusカテゴリの国際ジャーナルなど、権威のある国内外の科学論文に掲載されています。
レ・クアン・サン博士は、この研究はベトナムの低風速条件に適した風力タービンブレードの改良と開発を継続し、風力エネルギーをより効率的に利用するための重要な第一歩であると述べました。今後、研究チームは完成ブレードの設計と製造プロセスの改善に注力し、特にブレードモデルの表面を滑らかにし、より適切な材料を選択してブレードモデルの抗力係数を低減します。さらに、空気力学的効率を向上させるため、人工知能(AI)などの最新ツールを設計に適用することも検討します。
エネルギー・環境科学技術研究所の学術評議会メンバーであるチン・ヴァン・トゥエン教授は、この研究が特に低風速地域向けの風力タービンブレードの設計と製造において重要な前進を示したと評価しました。本研究のハイライトは、高度な数値流体力学(CFD)シミュレーションソフトウェアを用いた最新の設計手法を適用することで、従来のブレード設計と比較して空力性能を向上させることができる点です。研究成果は、運用効率の要件を満たすだけでなく、実用化の可能性も拓き、ベトナムにおける風力エネルギー資源の利用可能性の向上に大きく貢献します。
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