风能从曩昔的昂贵形象，到现在成为最廉价能源选项，以美国来说，陆优势能已经是最廉价的能源起原，如许伟大的改变，首要鞭策力是风机规模的提拔，更高更大的风机更能有效率的截取更高空更不乱的风力，提拔发电效率也同时提拔容量身分（capacity factor），不外，现在已经恨天高的风机，要再持续往上冲破高度，已经面临手艺上的瓶颈。
凭据美国风能协会（American Wind Energy Association，AWEA）数据，自2000年到2018年，美国电网规模的风机，平均高度从58米大幅增进到88米，平均扇叶直径从48米增进到116米，能够看出风机规模的快速增进，而风机之所以如斯急着长高长大，有很根基的原因。
据美国国度可再生能源实验室（National Renewable Energy Laboratory，NREL）于2019年5月发布的申报《提拔风机塔高：机会与挑战》（Increasing Wind Turbine Tower Heights: Opportunities and Challenges），当塔高从80米提拔到110米时，风机所接触到的年平均风速，提拔每秒0.5~1米速度；当塔高进一步从80米提拔到160米时，风机所接触到的年平均风速，提拔每秒1~1.5米。
更高的风速，更不乱的风，让更高的风功能享有更好的容量身分，报稿指出，当风机塔高从80米提拔到110米时，风机的容量身分可提拔2~4%，当风机塔高从110米提拔到140米时，容量身分可再提拔2~4%，当风机塔高进一步从140米提拔到160米，容量身分还可再提高1%。
容量身分即风机实际发电量，除以名目发电容量乘上发电时间的理论最大发电量，所得的比例，容量身分越高，代表风机实际上发出来的电越多，相对于构建成本，每度电的均化成本也就越低。研究显露，在风力资源属于边缘的区域，塔高110米与140米的风机发电结果最好。
另一方面，高塔身搭配大扇叶（更大扇叶风机有更台甫目发电容量）也有优势，研究发现，4.5百万瓦风机，搭配140米高塔身，发电效率提拔水平比3百万瓦风机更佳。搭配高塔高与大扇叶，研究认为，以80、110、140、160米高塔身比拟较，在美国70~90%的风场所在，160米塔高的风机都将有最高效率。也就是说，就理论上而言，风机至少还有增进到160米塔高的趋势，然则，要增进到如斯高度，将需要塔身手艺的冲破。
需要新的建造高塔手艺
据美国风能协会统计，今朝美国风力资源最佳的区域，大多仍以80米塔高为主流，风力资源较差的区域，则使用90米以上塔高，今朝美国全国共有113处风力发电场，总计6,800座风机塔高在90到110米之间，将来还将有总计名目发电容量跨越5吉瓦的31处风场斥地规划估计使用90到110米之间塔高。今朝跨越110米塔高的陆优势机在美国照样少数，至2019年上半年，全美仅有19座110米以上塔高的风机。
美国风能协会认为，谈到110米以上，甚至140、160米塔高，绝对是将来式，当打造如斯高的塔身时，今朝主流的钢造风塔将不再合适，必需打造全新的高塔手艺，要建造越高的风塔，不光在构造设计强度上是相当的挑战，若何才可以坚硬又不会重量太重，使得风塔重量自己成为本身的构造肩负？今朝财富界成长的体式有钢卷管法（rolled tubular steel）、混凝土手艺以及钢栅构造（lattice steel），或是以上3种的夹杂手艺，到今朝为止，个中还没有显着胜出的手艺。
此外，对物流能力也是相当相当的考验，今朝主流的兴建体式，将风塔组件在工场先完成，载运至现地组装，跟着塔身越高，组件体积重量更大、数量更多，这种做法或者不再划算，而或者是现地直接制造较具优势。例如，混凝土手艺可成长现地积层制造，也就是所谓混凝土3D打印，而不是今朝主流的先完成預鑄混凝土再运到现地。
固然越高处的风力越好，但要打造越高的风机，对塔身构造以及建造体式上也是越大的挑战，但无论若何，在经济诱因下，财富界毕竟会找出打造更高塔身的法子，直到更高空的风力资源的经济诱因，不足以抵销塔身增高的成本为止。
（首图起原：Unsplash）
