Wat is windenergie?
Potentiële energie werd voor het eerst gedefinieerd in de 19e eeuw door de Schotse natuurkundige William Rankine. Hij verklaarde het als energie die is opgeslagen in een systeem dat kan worden omgezet in werk. Wanneer wordt verwezen naar windenergie, kan dit worden begrepen als de hoeveelheid bruikbare energie die mogelijk wordt geproduceerd door windstromingen. Dergelijke windenergie wordt omgezet in kinetische energie via dergelijke middelen zoals windturbines, windmolens, windpompen en de zeilen van schepen. De mensheid heeft een lange geschiedenis in het gebruik van de potentiële energie van wind voor eigen doeleinden: windmolens aandrijven, graan malen, zeilschepen over zee duwen en, meer recent, elektriciteit produceren.
Wind potentiële energie wordt gemeten in joules. Een joule wordt gedefinieerd als het werk dat nodig is om één watt vermogen gedurende een periode van één seconde te produceren. De basistheorie achter wind potentiële energie stelt dat wind met een bepaalde snelheid en sterkte voldoende joule energie kan creëren om een bepaalde taak uit te voeren. Als bijvoorbeeld een constante bries de bladen van een windturbine 10 omwentelingen per seconde laat draaien, en elke revolutie 1,5 joule produceerde, dan zou de resulterende windenergie-energie 15 joule zijn. Dit betekent dat het redelijkerwijs elke seconde 15 watt energie kan produceren.
Met hetzelfde voorbeeld zou de wind 54 kilowatt elektriciteit produceren als de wind een uur lang bij dezelfde constante wind bleef. De potentiële energie van de wind zou 54.000 joule per uur zijn. Zo'n figuur kan een gloeilamp van 100 watt gedurende 540 uur continu voeden voordat deze leeg is.
De formule voor het berekenen van windenergie wordt ook gebruikt om de economische haalbaarheid van windturbinevelden en andere methoden voor het verzamelen van windenergie te beoordelen. In gebieden waar de wind stabiel is, kan het een economisch verantwoorde beslissing zijn om te proberen zijn kracht te benutten. In gebieden waar de luchtbeweging minder dan stabiel is, kunnen de kosten voor het opzetten en onderhouden van windturbines en andere apparaten om energie te benutten echter opwegen tegen de voordelen die kunnen worden behaald.
Om de economische haalbaarheid te bepalen, wordt de formule gebruikt om de windenergie-energie uit het vorige voorbeeld te verkrijgen en vervolgens vermenigvuldigd met het aantal voorgestelde windturbines. In het vorige voorbeeld, als een enkele windturbine 54.000 joule elektrische energie per uur produceert, kan redelijkerwijs worden verwacht dat tien windturbines een windpotentieel van 540.000 joule per uur hebben. Volgens deze schatting zal de windenergie-energie van een dergelijk windturbineveld het potentieel hebben om 540 kilowattuur elektriciteit per uur te produceren zolang de wind voortduurt.