Rüzgar Potansiyeli Enerjisi Nedir?

Potansiyel enerji ilk olarak 19. yüzyılda İskoç fizikçi William Rankine tarafından tanımlandı. İşe dönüştürülebilecek bir sistemde depolanan enerji olarak açıkladı. Rüzgar potansiyeli enerjisine değinildiğinde, bu rüzgar akımları tarafından fizibil olarak üretilebilecek kullanılabilir enerji miktarı olarak anlaşılabilir. Bu tür rüzgar enerjisi, rüzgar türbinleri, rüzgar değirmenleri, rüzgar pompaları ve gemi yelkenleri gibi araçlarla kinetik enerjiye dönüştürülür. İnsanoğlunun, rüzgarın potansiyel enerjisini kendi amaçları için kullanma konusunda uzun bir geçmişi vardır: rüzgar değirmenlerine güç vermek, tahılları öğütmek, yelkenli gemileri denizden itmek ve daha yakın zamanda elektrik üretmek.

Rüzgar potansiyeli enerjisi joule cinsinden ölçülür. Bir joule, bir saniye süreyle bir watt güç üretmek için gereken çalışma olarak tanımlanır. Rüzgar potansiyeli enerjisinin ardındaki temel teori, rüzgârın belirli bir hız ve kuvvette belirli bir görevi yerine getirmek için yeterli miktarda enerji üretebileceğini belirtir. Örneğin, sabit bir esinti rüzgar türbinlerinin kanatlarını saniyede 10 devir döndürürse ve her devir 1.5 jul ürettiğinde, o zaman ortaya çıkan rüzgar potansiyeli enerjisi 15 jul olacaktır. Bu, her saniye 15 watt enerji üretebileceği anlamına geliyor.

Bu aynı örneği kullanarak, rüzgar bir saat boyunca aynı sabit esintiyle devam ederse, 54 kilovat elektrik üretecektir. Esintinin potansiyel enerjisi saatte 54.000 jul olacaktır. Böyle bir rakam, tükenmeden önce 540 saat boyunca sürekli olarak 100 watt'lık bir ampule güç verebilir.

Rüzgar potansiyeli enerjisini belirleme formülü, rüzgar türbini sahalarının ve diğer rüzgar enerjisi toplama yöntemlerinin ekonomik uygulanabilirliğini değerlendirmek için de kullanılır. Rüzgârın sabit olduğu bölgelerde, gücünü kullanmaya çalışmak ekonomik olarak sağlam bir karar olabilir. Bununla birlikte, hava hareketinin sabit olmadığı bölgelerde, rüzgar türbinlerinin ve enerjiyi kullanmak için diğer cihazların kurulmasına ve korunmasına katılacak masraf, kazanılabilecek herhangi bir faydadan daha ağır basabilir.

Ekonomik uygulanabilirliği belirlemek için önceki örnekten rüzgar potansiyeli enerjisini elde etmek için kullanılan formül kullanılmış ve daha sonra önerilen rüzgar türbinlerinin sayısı ile çarpılmıştır. Önceki örneği kullanarak, tek bir rüzgar türbininin saatte 54.000 jul elektrik enerjisi üretmesi durumunda, saatte 540.000 jul'lık bir rüzgar potansiyeli enerjisine sahip olması gerektiği gibi, on rüzgar türbininin makul düzeyde olması beklenebilir. Bu tahminle, böyle bir rüzgar türbini sahasının rüzgar potansiyeli enerjisi, rüzgar devam ettiği sürece saatte 540 kilowatt-saat elektrik üretme potansiyeline sahip olacaktır.