Co je větrná potenciální energie?

Potenciální energii poprvé definoval skotský fyzik William Rankine v 19. století. Vysvětlil to jako energii uloženou v systému, který lze přeměnit v práci. Když se odkazuje na energii větrného potenciálu, lze to chápat jako množství využitelné energie, která může být realizovatelná větrnými proudy. Taková větrná energie se přeměňuje na kinetickou energii pomocí takových prostředků, jako jsou větrné turbíny, větrné mlýny, větrná čerpadla a plachty lodí. Lidstvo má dlouhou historii využívání větrné energie pro své vlastní účely: pohánět větrné mlýny, rozdrtit zrno, tlačit plachetnice přes moře a nedávno vyrábět elektřinu.

Energie větru je měřena v joulech. Joule je definována jako práce potřebná k výrobě jednoho wattu energie po dobu jedné sekundy. Základní teorie za větrnou energetickou energií říká, že vítr určitou rychlostí a silou může vytvořit dostatek joulů energie k provedení určitého úkolu. Například, pokud stálý vánek otočí lopatky větrné turbíny o 10 otáček za sekundu a každá otáčka produkuje 1,5 joulu, pak by výsledná energie větrné energie byla 15 joulů. To znamená, že může každou sekundu přiměřeně produkovat 15 wattů energie.

Použitím stejného příkladu, kdyby vítr pokračoval ve stejném ustáleném vánku po dobu jedné hodiny, vyrobilo by se 54 kilowattů elektřiny. Potenciální energie větru by byla 54 000 joulů za hodinu. Taková postava by mohla napájet 100 W žárovku nepřetržitě po dobu 540 hodin, než se vyčerpá.

Vzorec pro určování energie větrného potenciálu se používá také k posouzení ekonomické proveditelnosti polí větrných turbín a dalších metod sběru větrné energie. V oblastech, kde je vítr stabilní, může být ekonomicky spolehlivé rozhodnutí pokusit se využít jeho sílu. V oblastech, kde je pohyb vzduchu méně než ustálený, však náklady spojené s instalací a údržbou větrných turbín a dalších zařízení využívajících energii mohou převážit nad všemi výhodami, které by mohly být získány.

Pro stanovení ekonomické proveditelnosti se použije vzorec použitý k získání energie větrného potenciálu z předchozího příkladu a poté se vynásobí počtem navrhovaných větrných turbín. Pokud použijeme předchozí příklad, pokud jedna větrná turbína produkuje 54 000 joul elektrické energie za hodinu, lze očekávat, že deset větrných turbín bude mít energii větrného potenciálu 540 000 joul za hodinu. Tímto odhadem bude mít větrná potenciální energie takového pole větrné turbíny potenciál produkovat 540 kilowatthodin elektřiny za hodinu tak dlouho, dokud bude vítr pokračovat.