Cos'è l'energia potenziale del vento?
L'energia potenziale fu definita per la prima volta nel XIX secolo dal fisico scozzese William Rankine. Lo ha spiegato come energia immagazzinata in un sistema che potrebbe essere convertito in lavoro. Quando si fa riferimento all'energia potenziale eolica, questa può essere intesa come la quantità di energia utilizzabile che può essere prodotta in modo fattibile dalle correnti del vento. Tale energia eolica viene convertita in energia cinetica attraverso mezzi quali turbine eoliche, mulini a vento, pompe eoliche e le vele delle navi. L'umanità ha una lunga storia di utilizzo dell'energia potenziale del vento per i propri scopi: alimentare i mulini a vento, macinare il grano, spingere le navi a vela attraverso il mare e, più recentemente, produrre elettricità.
L'energia potenziale eolica è misurata in joule. Un joule è definito come il lavoro necessario per produrre un watt di potenza per un secondo periodo. La teoria di base dietro l'energia potenziale del vento afferma che il vento a una certa velocità e forza può creare abbastanza joule di energia per svolgere un determinato compito. Ad esempio, se una brezza costante gira le pale di una turbina eolica di 10 giri al secondo e ogni giro produce 1,5 joule, l'energia del vento risultante sarebbe di 15 joule. Ciò significa che potrebbe ragionevolmente produrre 15 watt di energia ogni secondo.
Utilizzando questo stesso esempio, se il vento continuasse alla stessa brezza costante per un'ora, produrrebbe 54 chilowatt di elettricità. L'energia potenziale della brezza sarebbe di 54.000 joule all'ora. Una tale cifra potrebbe alimentare una lampadina da 100 watt continuamente per 540 ore prima di essere esaurita.
La formula per calcolare l'energia potenziale eolica viene anche utilizzata per valutare la fattibilità economica dei campi di turbine eoliche e altri metodi di raccolta dell'energia eolica. Nelle aree in cui il vento è costante, può essere una decisione economicamente valida cercare di sfruttare la sua potenza. Nelle aree in cui il movimento dell'aria è tutt'altro che costante, tuttavia, le spese connesse all'installazione e alla manutenzione delle turbine eoliche e di altri dispositivi per sfruttare l'energia possono superare tutti i benefici che si potrebbero ottenere.
Per determinare la fattibilità economica, viene utilizzata la formula utilizzata per ottenere l'energia potenziale eolica dall'esempio precedente e quindi moltiplicata per il numero di turbine eoliche proposte. Utilizzando l'esempio precedente, se una singola turbina eolica produce 54.000 joule di energia elettrica all'ora, si può ragionevolmente prevedere che dieci turbine eoliche abbiano un'energia potenziale eolica di 540.000 joule all'ora. Secondo questa stima, l'energia potenziale eolica di un tale campo di turbine eoliche avrà il potenziale di produrre 540 kilowattora di elettricità all'ora per tutto il tempo in cui il vento continua.