什么是风能(Wind Potential Energy)？

势能最早是在19世纪由苏格兰物理学家威廉·兰金（William Rankine）定义的。他解释说，势能是储存在一个系统中的能量，可以转化为功。当提到风能时，这可以理解为风流可能产生的可用能量的数量。这些风能通过风力涡轮机、风力发电厂、风力泵和船帆等方式转化为动能。人类利用风能为自己的目的提供动力的历史由来已久，碾磨谷物，推动帆船横渡海洋，最近又生产电力；几个世纪以来，风能一直被用来抽水和碾磨谷物。风能的计量单位是焦耳。焦耳的定义是在一秒钟内产生一瓦特的功率所需的功。风能背后的基本理论表明，在一定的速度和强度下，风可以产生足够的焦耳能量来执行某项任务。例如，如果一股稳定的微风使风力涡轮机的叶片每秒转动10转，每转产生1.5焦耳，由此产生的风能势能为15焦耳。这意味着它可以合理地每秒产生15瓦特的能量。通过涡轮机，风能转化为动能和电能。用同样的例子，如果风在相同的稳定微风下持续1小时，它将产生54千瓦的电能，微风的势能为每小时54000焦耳，这样一个数字可以为一个100瓦的灯泡持续供电540小时，然后耗尽计算风能势能的公式也用于评估风力涡轮机领域和其他风能收集方法的经济可行性。在风力稳定的地区，尝试利用风能是一个经济合理的决定。但是，在空气流动不稳定的地区，安装和维护风力涡轮机和其他能源利用设备所涉及的费用可能会超过所能获得的任何利益，使用从上一示例中获得风能的公式，然后乘以拟用风力涡轮机的数量。使用前一个例子，如果单个风力涡轮机每小时产生54000焦耳的电能，则可以合理地预期10个风力涡轮机的风力势能为540，根据这一估计，只要风力持续，这样一个风力发电场的风能势能将有可能产生每小时540千瓦时的电能。