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風能容量因子隨著風能產(chǎn)業(yè)技術(shù)進步，正在快速提升，2000 年時美國風力發(fā)電機平均容量因子（Capacity Factor）為 30%，2014 年已經(jīng)提升到 33%，而隸屬于美國能源部的美國國家可再生能源實驗室（National Renewable Energy Laboratory，NERL）最新資料則以 35% 為目標，顯示全美國可達 35% 容量因子的潛在風場高達總面積近 6 成，而風能容量因子最高更可達 65%以上。
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所謂容量因子，指發(fā)電機實際運轉(zhuǎn)后的發(fā)電量，除以發(fā)電容量乘上運轉(zhuǎn)時間計算出來的理論最大發(fā)電量，所除出來的比率，例如燃氣發(fā)電廠因為應變能力佳，往往作為調(diào)控使用，尖峰時才開啟，離峰時停機，由于沒有一年到頭一直啟用，其容量因子大約不到 50%。以風能而言，當風小于風機最適合的風速時，就無法達到最大發(fā)電能力，過去容量因子大約為 3 成上下。
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早期風力發(fā)電機都以高風速風場為目標，只有在極少數(shù)特別適合發(fā)電的風速下，才能達到名目上的發(fā)電容量，因此容量系數(shù)偏低，近年來的趨勢是越來越重視低風速風場的表現(xiàn)，針對低速風場的風機，只要一般風速就能達成目標，也因此，其容量因子也就相對提升。2000 年時美國風機平均容量系數(shù)為 30%，2014 年已經(jīng)提升到 33%，隨著風機越來越高大，技術(shù)越來越進步，也越來越針對低速風場研發(fā)，風能的容量因子進步的速度可望大為加速。
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美國國家可再生能源實驗室資料以容量因子 35% 為目標檢視美國的風能潛力：若使用的是 2008 年技術(shù)、塔高 80 米的風機，在美國大陸相連的 48 州之中，有 186.8 萬平方公里面積潛在風場可達成容量因子 35% 以上；若使用 2014 年技術(shù)、塔高 110 米的風機，則可達容量因子 35% 以上風場面積增加到 408.1 萬平方公里；若使用近未來技術(shù)、塔高 140 米風機，則進一步增加到達 550.9 萬平方公里，占總面積約近 6 成。
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技術(shù)進步，讓可用風場面積倍增
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48 州總體而言，若使用 2008 年技術(shù)、塔高 80 米的風機，最高容量因子大約為 50%，而 2014 年技術(shù)、塔高 110 米風機，最高容量因子已提升到 55% 以上，近未來技術(shù)、塔高 140 米風機的最高容量因子更可望超過 65%。
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若各州檢視，以風能資源相當良好的北達科達州來說，若使用 2008 年技術(shù)風機，容量因子最高僅能達到 50%，但 2014 年技術(shù)下，幾乎全數(shù)風場容量因子都能超過 50%，分布于 53% 到 60% 之間，若以近未來技術(shù)，則全數(shù)風場容量因子都可超過 60%，可見技術(shù)進步下，對容量因子提升的差異之顯著。南達科他州、內(nèi)布拉斯加州、堪薩斯州的情況也都相當類似。
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而風能資源較差的加州，若使用 2008 年技術(shù)風機，容量因子 35% 以上風場僅有 3,283 平方公里，使用 2014 年技術(shù)，則跳增到 2.6 萬平方公里，容量因子 35% 以上風場面積大增為近 8 倍，若使用近未來技術(shù)，則再跳增到 5.76 萬平方公里，容量因子 35% 以上風場面積大增為 17.55 倍?？煽闯鲲L能技術(shù)的進步，讓可用風場面積倍增再倍增的威力。
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容量因子提升，同樣名目發(fā)電容量的風力發(fā)電機，可發(fā)出更多電力，相對的以每度電計算的均化成本也就降低，風場的輸配線路容量以最大發(fā)電能力為準，當容量因子越高，輸配線路的利用率也越高，相對來說攤提成本也更低，而容量因子越高，也代表風能的發(fā)電情況越穩(wěn)定，并且，在不對外輸出電力的前提下，風能可占比率越高。
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一般認為，以不對外輸出電力為前提時，風能占總發(fā)電量最大比率上限，就大約等于其容量因子。舉個簡化的例子：假設(shè)某國風能容量因子平均為 5 成，則風能若達到最大發(fā)電能力時，發(fā)電量為平均的 2 倍，若以不輸出電力為前提下，風能最大建設(shè)上限，就是最大發(fā)電能力時發(fā)電量不超過全國的電力需求，也就是說，風能最高只能達到 5 成；若是建設(shè)超過此一比率，就會發(fā)生當氣候條件配合，使風能達到最大發(fā)電量時，發(fā)電量超出全國用電，而必須售電給鄰國的情況，如丹麥有時風能可達全國用電的 120%，多出的 20% 就必須賣給鄰國，否則就只能離線浪費掉。
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美國有 6 成國土都能成為容量因子 35% 以上的潛在風場，也就表示美國風能可望發(fā)展到超過 35% 以上，若是如此，相較于 2014 年美國燃煤發(fā)電占總發(fā)電量 39%，燃氣發(fā)電占 27%，美國風能在近未來有可能超氣趕煤，甚至取代燃煤的地位，美國國家可再生能源實驗室資料可說為美國風能發(fā)展點出了光明的前途。
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本文全文授權(quán)轉(zhuǎn)載自《科技新報》─〈美國國家可再生能源實驗室新資料，風能容量因子最高可達 65%〉