NREL 美國風(fēng)電容量因數(shù)最高達65%

風(fēng)能容量因數(shù)隨著風(fēng)能產(chǎn)業(yè)技術(shù)進步，正在快速提升，2000年時美國風(fēng)力發(fā)電機平均容量因數(shù)(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%容量因數(shù)的潛在風(fēng)場高達總面積近6成，而風(fēng)能容量因數(shù)最高更可達65%以上。

所謂容量因數(shù)，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(yīng)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，其容量因數(shù)大約不到50%。以風(fēng)能而言，當風(fēng)小于風(fēng)機最適合的風(fēng)速時，就無法達到最大發(fā)電能力，過去容量因數(shù)大約為3成上下。

早期風(fēng)力發(fā)電機都以高風(fēng)速風(fēng)場為目標，只有在極少數(shù)特別適合發(fā)電的風(fēng)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(fēng)速風(fēng)場的表現(xiàn)，針對低速風(fēng)場的風(fēng)機，只要一般風(fēng)速就能達成目標，也因此，其容量因數(shù)也就相對提升。2000年時美國風(fēng)機平均容量系數(shù)為30%，2014年已經(jīng)提升到33%，隨著風(fēng)機越來越高大，技術(shù)越來越進步，也越來越針對低速風(fēng)場研發(fā)，風(fēng)能的容量因數(shù)進步的速度可望大為加速。

美國國家可再生能源實驗室資料以容量因數(shù)35%為目標檢視美國的風(fēng)能潛力：若使用的是2008年技術(shù)、塔高80公尺的風(fēng)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(fēng)場可達成容量因數(shù)35%以上;若使用2014年技術(shù)、塔高110公尺的風(fēng)機，則可達容量因數(shù)35%以上風(fēng)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公尺風(fēng)機，則進一步增加到達550.9萬平方公里，占總面積約近6成。

48州總體而言，若使用2008年技術(shù)、塔高80公尺的風(fēng)機，最高容量因數(shù)大約為50%，而2014年技術(shù)、塔高110公尺風(fēng)機，最高容量因數(shù)已提升到55%以上，近未來技術(shù)、塔高140公尺風(fēng)機的最高容量因數(shù)更可望超過65%。

若各州檢視，以風(fēng)能資源相當良好的北達科達州來說，若使用2008年技術(shù)風(fēng)機，容量因數(shù)最高僅能達到50%，但2014年技術(shù)下，幾乎全數(shù)風(fēng)場容量因數(shù)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(fēng)場容量因數(shù)都可超過60%，可見技術(shù)進步下，對容量因數(shù)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。

而風(fēng)能資源較差的加州，若使用2008年技術(shù)風(fēng)機，容量因數(shù)35%以上風(fēng)場僅有3283平方公里，使用2014年技術(shù)，則跳增到2.6萬平方公里，容量因數(shù)35%以上風(fēng)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，容量因數(shù)35%以上風(fēng)場面積大增為17.55倍?？煽闯鲲L(fēng)能技術(shù)的進步，讓可用風(fēng)場面積倍增再倍增的威力。

容量因數(shù)提升，同樣名目發(fā)電容量的風(fēng)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(fēng)場的輸配線路容量以最大發(fā)電能力為準，當容量因數(shù)越高，輸配線路的利用率也越高，相對來說攤提成本也更低，而容量因數(shù)越高，也代表風(fēng)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(fēng)能可占比率越高。

一般認為，以不對外輸出電力為前提時，風(fēng)能占總發(fā)電量最大比率上限，就大約等于其容量因數(shù)。舉個簡化的例子：假設(shè)某國風(fēng)能容量因數(shù)平均為5成，則風(fēng)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(fēng)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(fēng)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(fēng)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(fēng)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。

美國有6成國土都能成為容量因數(shù)35%以上的潛在風(fēng)場，也就表示美國風(fēng)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(fēng)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(fēng)能發(fā)展點出了光明的前途。