1
NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG PHẦN MỀM GH BLADED PHIÊN BẢN
GIÁO DỤC TRONG ĐÀO TẠO KỸ SƯ ĐIỆN GIÓ
Applied study GH Bladed Software Educational version in the training
Engineers on Wind Power

PGS. TS.Ngô Văn Quyết
Trường Đại học Sao Đỏ,

Tóm tắt: Bài báo trình bày cấu trúc của
phần mềm GH Bladed phiên bản giáo dục
phục vụ quá trình dạy và học chuyên ngành
công nghệ điện gió. Tác giả nghiên cứu cấu
trúc của 13 mô đun và trình bày công dụng
và cách sử dụng của từng mô đun. Phần
mềm GH Bladed phiên bản giáo dục có thể
dùng dạy và học phương pháp tính toán,
thiết kế hoàn chỉnh một trụ gió trên đất liền
hoặc ngoài khơi với các điều kiện tiêu
chuẩn.

Abstract: The configuration of GH Bladed
software Educational version in wind power
industrial which can be using in the teaching
and learning process of training wind energy
course. The structure of 13 modules, using
and applying one of them has been scripting
by author. GH Bladed software Educational
version can be using not only in the teaching
but also in the learning of method of
calculation and design wind farm in the

dụng trong dạy và học chuyên ngành
công nghệ điện gió như thế nào?
Trong bài viết này, những vấn đề học
thuật chính yếu của phiên bản giáo dục
sẽ được trình bày nhằm trả lời các câu
hỏi đặt ra ở trên.
2 II.CẤU TRÚC CỦA PHẦN MỀM GH BLADED PHIÊN BẢN GIÁO DỤC
2.1.Giao diện chính
Sau khi cài đặt, giao diện chính của GH
Bladed Educational ver.5.1,năm 2013, có
dạng như hình 1. Tương tự như [4], mười
ba biểu tượng tương ứng với mười ba mô
đun xuất hiện, chỉ khác nhau ở hình dáng
các biểu tượng mà thôi. Dưới đây chúng
tôi sẽ nêu bật những đặc điểm của phiên
bản giáo dục này. Những vấn đề gì giống
phiên bản thương mại[4] sẽ không đề cập
lại (ví dụ Mô đun tự động tính toán, mô
đun phân tích…) .

Hình 1.Giao diện chính của GH bladed Educational Version
Đặc điểm thứ nhất, như đã chỉ ra trong
tài liệu [4], đây chỉ là một phần của GH
Bladed thương mại, nghĩa là chỉ cho
phép sử dụng một mô đun cơ bản.
Đặc điểm thứ hai, mô phỏng việc tính
toán, thiết kế một trang trại gió có 5 trụ

cấu hình
turbine [4]

Tương ứng với
Mô đun tự động
tính toán [4]
Rất nhiều tùy
chọn đẻ thực
hiện quá trình
tính toán
4
2.1.4.Khối kết xuất

Hình 5: Giao diện của khối kết xuất

2.2.Mô đun thiết kế cánh
Hình 6:Giao diện dùng cho tính toán thiết kế cánh

Vùng này biểu diễn chiều dài cánh.Các thông số cần nhập liệu lần lượt theo mặt cắt được
liệt kê ngay dưới đồ thị biểu diễn cánh

Vùng này biểu diễn một mặt cắt ngang cánh; các mặt cắt này thay đổi kế tiếp nhau theo
chiều từ chân cánh đến đầu cánh;khoảng cách kể từ chân cánh lần lượt là (10,20,30,40,50 mét)
mà các thông số hình học mặt cắt lần lượt cho trong DLL
Các vị trí nhập liệu:
 Thông tin chung về cánh


Hình 7:Cơ sở dữ liệu động lực học gió

Hình 8:Xác định mặt cắt khí động

Dữ liệu tổng quát: tỷ số chiều
dầy và chiều dài cánh; Hằng số Reynolds;
Tâm quay của mô men làm cánh quay
quanh trục của nó; Góc quay; mô men
quay chỉnh hướng gió
1
Bảng các hằng số: góc tới của gió; hệ số lực nâng;
h hệ số lực hạ; hệ số mô men quay chỉnh hướng gió

2
A
6
Vị trí mặt cắt tính từ chân: 26,4074 mét; Dạng cánh: chuẩn; Số mặt cắt: 3;
Nội suy hằng số Reynolds: Tỷ số chiều dầy và chiều dài cánh: LS 1m13r2
Nội suy LS 1m17r2

2.4.Mô đun thiết kế cấu hình turbine
Nội dung dùng để xác định cấu hình
turbine: tính toán turbine và rotor, Tính
toán hộp lắp ráp với cánh và thân trụ
tháp.

Hình 9 Giao diện tính toán thiết kế rotor
2.4.Mô đun thiết kế trụ tháp

Hình 10: Mô đun trụ tháp

Tổn thất: Tổn thất năng lượng, tổn thất
cơ năng và tổn thất điện năng. Đối với
Mô tả quá trình sản sinh ra dòng điện một cách liên tục: truyền động cơ học biến đổi động năng
gió nhờ các cánh, trục rotor quay, qua hộp tăng tốc bánh răng; trục cao tốc làm việc; máy phát
điện làm việc; tổn thất năng lượng; dòng điện được sinh ra và kết nối với lưới điện
Dạng xoắn trục không lắp phanh. Trục quay với tần số
3225 Hz (20263 rad/s).Hệ số giảm chấn 0,01583
Trục máy phát
Hộp
tốc độ
Bánh
răng

Trục quay chậm không
lắp phanh
8
tổn thất cơ năng có thể chọn các hàm mô
men trên trục hoặc chọn công suất theo
bảng.Đối với tổn thất điện năng có thể
chọn quan hệ tuyến tính hoặc chọn theo
bảng.
Lưới điện: kết nối lưới điện chỉ ra số
lượng các turbine điện gió có thể kết nối
lưới điện; hiệu thế của lưới điện
2.7. Mô đun thiết kế vỏ thùng

Hình 12: Giao diện tính toán thiết kế vỏ thùng
Như đã trình bày trong [4], được nhập liệu từ DLL cụ thể.
2.8. Mô đun hệ thống điều khiển


Sự chếch của dòng, độ
A
B
Thời gian gió thay đổi
Sự trượt của gió
Xác định ống khí động lực
Sự dao động của thân trụ

10
2.11. Mô đun thiết kế ống khí động

Hình 16: Giao diện xác định ống khí động
 Định trị và các thông số ống khí động
Dạng phổ ống khí động khác nhau có
thể được lựa chọn.Ví dụ chọn dạng von
Kaman
 Có thể chọn ống khí động phát sinh
khác

Hình 17:Chọn các thông số 3D cho ống khí động từ DLL
2.12.Mô phỏng sản phẩm điện A Thời gian gió biến đổi
trong ống gió 3D
B Chọn từ DLL mặc định
C Chọn từ file mặc định

quay cánh: theo chiều kim đồng hồ; tốc
độ gió khởi động cánh: 4m/s (bắt đầu
phát điện); tốc độ gió cánh quay trơn:
25m/s (không phát điện)
-Trên cơ sở cấu trúc của phần mềm phiên
bản giáo dục này, có thể biên soạn thành
các bài học tiếng Anh chuyên ngành
công nghệ điện gió, ví dụ: các bài học về
hệ thống cánh và rotor; hộp tốc độ bánh
răng và truyền động cơ khí;các loại máy
phát điện trong turbine gió; hệ thống điều
khiển trong turbine gió v.v.
3.2.Đối với quá trình học
1
2
3
4
12
-Góp phần củng cố các phần lý thuyết về
chuyên ngành điện gió thông qua việc
tính toán ở các mô đun khác nhau;
-Hình thành kỹ năng và kỹ xảo phân tích
và kiểm tra các dữ liệu: người học có thể
nhập liệu nhiều lần từ bộ dữ liệu chuẩn
trong các thư viện động (DLL); hiểu rõ
mối tương quan logic giữa các số liệu thu
thập được từ tự nhiên với các dữ liệu
khác mà người thiết kế đưa ra để có thể
đạt được một trụ gió có sản lượng điện
tốt nhất;

mô đun tùy chọn Đầy đủ mô đun cơ bản và
các mô đun tùy chọn Chỉ có mô đun cơ bản 3.Các điều kiện địa vật lý
khác nhau Dùng cho các điều kiện
địa vật lý khác nhau Chỉ có một điều kiện
tiêu chuẩn mặc định 4.Đặc điểm tính toán



Đã biết trước
4.2.Sử dụng hiệu quả phần mềm phiên bản giáo dục
-Đặc điểm nổi bật của phiên bản giáo dục
là tính sư phạm cao. Điều này thể hiện ở
chỗ trình bày những vấn đề khó hiểu, dài
dòng bằng bốn khối sơ đồ làm cho vấn
đề khoa học điện gió trở nên trong sáng
hơn, dễ hiểu hơn, súc tích hơn. Người
học tiếp thu những vấn đề mới về học
thuật của công nghệ điện gió theo logic
phép biện chứng tự nhiên và theo định
luật bảo toàn và biến hóa năng lượng
13
(“Năng lượng không tự nhiên sinh ra,
không tự nhiên mất đi mà nó chỉ tồn tại
hoặc chuyển hóa từ dạng này sang dạng
khác”) nên hiệu quả giảng dậy và học tập
sẽ cao.
- Do khuôn khổ hạn chế của bài báo,
nhiều vấn đề trong phiên bản này chưa
thể giới thiệu hết ngay trong một bài viết
như: phương pháp dòng mưa xác đình tải
trọng và ứng suất gây ra sự phá hủy mỏi
cho nhiều cơ phận, như cánh, trục rotor;
bánh răng; ổ lăn [1]; hoặc những chỉ tiêu
mới của Cơ học phá hủy để đánh giá độ
bền và tuổi thọ theo lý thuyết lan truyền
vết nứt và năng lượng phá hủy…Những
vấn đề chuyên sâu ấy có thể trình bày

[5] Vũ Thanh Chương, Phí Đăng Tuệ, Vũ
Quang Thập, Nguyễn Xuân Ứng,Ngô Văn
Quyết: Nghiên cứu đề xuất khung chương
trình đâo tạo kỹ sư điện gió cho Việt Nam-
Triển khai áp dụng tại trường Đại học Sao
Đỏ -Tạp chí Nghiên cứu khoa học Trường
Đại học Sao Đỏ. Số 15- 3-2013, trang 24-30
Ghi chú: 1. Inputs block-Khối nhập liệu;
2. Calculation Block-Khối tính toán;
3.Calculation Options Block- Khối
tùy chọn tính toán; 4.Outputs Block-
Khối kết xuất;
5. Blades: Các cánh (hoặc cánh quạt)
; 6. Aerofoil: Phân tích khí
động lực
7.Turbine configuration: Cấu hình
turbine;8.Tower : Trụ tháp;9. Power Train Chuỗi
dòng điện;
10. Nacelle : Vỏ thùng;11 Control
Systems : Các hệ thống điều khiển; 12.Modal
: Dạng thức làm việc; 13. Wind:
Gió;14.Turbulence-Ống khí động ; 15.Power
Production-Sản lượng điện■

14
Địa chỉ: Số 24 Thái Học 2; Phường Sao
Đỏ,Thị Xã Chí Linh; Tỉnh Hải Dương