風力ポテンシャルエネルギーとは何ですか？

ポテンシャルエネルギーは、スコットランドの物理学者ウィリアムランキンによって19世紀に初めて定義されました。 彼はそれを仕事に変換できるシステム内に蓄積されたエネルギーとして説明した。 風力ポテンシャルエネルギーについて言及する場合、これは、風の流れによって実現可能な可能性のある使用可能なエネルギーの量として理解することができます。 このような風力エネルギーは、風力タービン、風車、風力ポンプ、帆船などの手段を介して運動エネルギーに変換されます。 人類には、風のポテンシャルエネルギーを独自の目的で使用してきた長い歴史があります。風車の動力、穀物の粉砕、帆船の海上への押し出し、そして最近では電気の生産です。

風力ポテンシャルエネルギーはジュールで測定されます。 ジュールは、1秒間に1ワットの電力を生成するのに必要な仕事として定義されます。 風力ポテンシャルエネルギーの背後にある基本理論は、特定の速度と強さの風が特定のタスクを実行するのに十分なエネルギーのジュールを作成できると述べています。 たとえば、安定した風が風力タービンのブレードを毎秒10回転させ、各回転が1.5ジュールを生成した場合、結果として生じる風力ポテンシャルエネルギーは15ジュールになります。 これは、毎秒15ワットのエネルギーを合理的に生成できることを意味します。

この同じ例を使用して、風が同じ安定した風で1時間続くと、54キロワットの電力が生成されます。 そよ風のポテンシャルエネルギーは、1時間あたり54,000ジュールです。 このような数値は、消耗する前に540時間連続して100ワットの電球に電力を供給できます。

風力ポテンシャルエネルギーの計算式は、風力タービン分野およびその他の風力エネルギー収集方法の経済的実現可能性を評価するためにも使用されます。 風が安定している地域では、その力を利用しようとすることは経済的に健全な決定になる可能性があります。 ただし、空気の動きが安定していない地域では、風力タービンやその他のエネルギーを利用するデバイスのセットアップとメンテナンスにかかる費用が、得られるメリットを上回る場合があります。

経済的実現可能性を判断するために、前の例から風力ポテンシャルエネルギーを取得するために使用される式が使用され、提案された風力タービンの数で乗算されます。 前の例を使用すると、1台の風力タービンが1時間あたり54,000ジュールの電気エネルギーを生成する場合、10台の風力タービンが1時間あたり540,000ジュールの風力ポテンシャルエネルギーを持つことが合理的に期待できます。 この推定により、このような風力タービン分野の風力ポテンシャルエネルギーは、風が続く限り、1時間あたり540キロワット時の電力を生成する可能性があります。