為實現巴黎氣候協定，世界各國積極推動能源轉型，減少二氧化碳的排放即為能源轉型的核心。透過減少化石燃料的消費，轉而使用更清潔的再生能源，其中太陽能發電及風力發電為最具發展性的再生能源發電。透過兩項再生能源技術在季節的互補性，可創造低成本的發電系統。本文主要針對風力發電技術發展進行討論，並分別概述陸上風力發電及離岸風力發電的技術發展方向。

為緩解碳排放並達成巴黎氣候協定的宗旨，各國積極發展再生能源，其中風力發電為主要引領全球能源轉型的再生能源之一。至2050年，風力發電預估將滿足總電力需求三分之一以上。
風力發電所需的總裝機容量與太陽能光伏發電相比較低，使其在容量擴展上較具優勢。此外，透過資源的充分利用與最佳位置的協尋，可達到低成本與大規模部署，因此風力發電技術日益受到重視。以下將風力發電分為陸上風力(Onshore wind)發電及離岸風力(Offshore wind)發電，討論其現今技術發展狀況。

一、陸上風力發電的技術發展
截至2018年，全球陸上風力發電累積裝機容量已達542 GW。然而，考慮到未來三十年陸上風力發電的年複合成長率需超過7%，陸上風力發電的裝機容量至2030年需提升3倍以上，2050年則需提升近10倍，因此陸上風力發電技術發展相當重要，以下為其技術發展方向：
(一)增加渦輪機尺寸及額定功率(Ratings)
轉子直徑(rotor diameter)及輪轂高度(hub height)為影響渦輪機動能的關鍵因素。透過增加轉子直徑有助於降低比功率並提高風力渦輪機的容量係數，可使風力較弱的地區亦可透過風力來發電。

(二)轉子葉片的設計與材料的創新
風力渦輪機所使用的材料為影響其性能的關鍵因素，尤其在具腐蝕性的環境，例如沙漠或海洋。透過空氣動力學改善葉片的外型與材料，以提升其能源產量，同時降低營運與維護的成本。

(三)優化電力及電子組件
渦輪機常受到潮濕環境影響，使其故障的可能性增加，透過優化功率逆變器(power inverters)的可靠性及尺寸可降低渦輪機安裝及運行的成本。目前德國公司Semikron透過防潮概念設計新的智能電源模塊，實現功率電子組件的優化，並減少電源模塊中元件的數量，以降低故障發生的可能。

(四)智慧化風力發電機
隨著大數據及人工智慧的發展，可透過預測風力渦輪機中的傳感數據以監控其磨損情況，以此降低渦輪機故障的成本，例如德國公司Semikron預計透過部署演算法預測並監控模塊的健康狀況，以降低修繕與維護的成本。此外，透過智能化自動調解渦輪機的變槳控制及偏航控制，亦可提高整體風力發電的能量輸出。

二、離岸風力發電的技術發展
由於離岸風力發電克服陸上風力發電部署時面臨的許多挑戰，例如：土地及電力運輸擁擠的限制，使得離岸風力發電相較於陸上風力發電利用性更高；而人口稠密的地區受空間限制不易發展陸上風電，離岸風力發電則不受此影響。然而，離岸風力發電亦存在許多限制需克服，例如：渦輪機設置區域海水深度及電網輸電距離，以下為其技術發展方向：
(一)增加渦輪機尺寸
由於葉片、動力傳送系統及控制技術的發展，使得離岸風力發電的渦輪機尺寸在近十年迅速增加，現今有許多公司持續開發更大容量的渦輪機，以此提升能源生產效率與降低發電成本。對於生產固定容量的風電廠而言，所需的渦輪機減少，將能減少維護的成本。

(二)浮動基座(Floating Foundations)
渦輪機的單樁通常安裝於水深不超過40米且距海岸80公里的區域，然而許多較具潛能的市場皆無淺水場，成為離岸風力發電發展主要的限制之一。而浮體式基座技術透過浮動式的地基使風力發電裝置解決此項限制，也為亞洲沿岸地區發展風力發電帶來一片生機。

(三)渦輪機和基座一體化安裝
透過開發可在港口進行風力發電渦輪機組裝的技術，將渦輪機的轉子、塔架及基座一體化安裝，既可降低安裝成本及風險，又能提升安裝效率。此外，渦輪機和基座一體化安裝所運用之重力基座及固定基座亦有利於發展浮動系統。

(四)高壓直流輸電
對於離岸風力發電而言，由於需克服長距離連接電網中的電纜所產生的電抗性，因此高壓直流傳輸優於高壓交流傳輸。透過高壓直流輸電的優點是可將風力發電資源安裝在離海岸較遠的地方，較不易受到距離影響，因此可開拓原先無法進行離岸發電的新市場，從而提高能源產量。

(五)直流電源與陣列電纜
透過直流分導系統(Direct Current take-off system)可省去一般渦輪機功率轉換系統的後半部分，並將電力轉換為電網使用的交流電，從而節省資金成本並提升可靠性。此外，運用直流分導系統同時也可減少陣列電纜使用的數量，使材料體積減少20%-30%。

(六)優化站點佈局
透過考慮風力資源特性、空氣動力效應、海洋氣象及海床條件等條件，並優化安裝過程，將使離岸風力發電的佈局更加全面。