如何提高风力发电场的整体发电量？风机叶片的角度、如何排列风机都是一门学问。最近美国史丹佛大学研究发现，只要将前排风机微微“侧身”，就能降低后排的风机受到尾流效应（wake effect）的影响，风场发电量进而提高 28% 到 47%。
冬天时在外若不想要吹到冷风，可以钻进人群中寻求挡风，这个行为或许可以解释一下什么是尾流效应。目前主流的风力发电机都是采用扇叶式风机，当风吹过前排风机后，风机会拦截部分风并转化为机械能，风的强度跟风速都会随之减弱，使后排风机发电效率下降 40% 以上。
因此为了降低尾流效应对风场的影响，通常风场内每支风机都相距非常远，这不仅提高风场占地面积，电缆成本也随之增加。
但降低尾流效应影响的方法其实不只有“拉开距离”。先前美国德州大学达拉斯分校便希望透过电脑模型，模拟增加或降低涡轮叶片转速，同时测量功率、计算梯度，重复执行直到找出最佳结果，盼提高风场的收益。
这次史丹佛大学则利用截然不同的方法，该团队研究指出，若是透过迹流导向（wake steering），前排的风机微微倾斜，避开迎面而来的风，或许能减少对后排风机的尾流干扰，并改善风场的发电量与效率，进一步降低整体成本。
至于风机倾斜角度要如何拿捏？团队为了找出答案也跟风机营运商 TransAlta Renewables 携手合作，一同在加拿大艾伯塔省风场研究迹流导向对 6 支风机的影响，以及到底何为最佳角度。
研究指出，在平均风速降低 7% 到 13% 的低风速下，根据不同的角度与时间点，风场整体发电量可提高 28% 到 47%，能有效减少风机尾流对后排风机的影响。只不过对于前排风机来说，风已经不再迎面而来，发电量自然也无法达到最高点，但研究员 Michael Howland 指出，由于尾流效应影响减少，后排风机发电量显著提升，尤其是最后面的风机。
史丹佛大学土木与环境工程教授 John Dabiri 也补充，过去人们一直以来都专注于研究如何提高单支风机的性能与发电量，但人们得开始考虑研究整体风场的效益了。
目前史丹佛大学团队也正进一步研究与确认迹流导向会对风机或是风场带来什么效益，团队在研究时也同时发现迹流导向能降低风机的机械疲劳。研究已发表在《Proceedings of the National Academy of Sciences》。
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（首图来源：Flickr/Thomas Kohler CC BY 2.0）
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