كيفية حساب طاقة الرياح

تتكون الرياح من جزيئات هواء متحركة لها كتلة - وإن لم تكن كبيرة. أي جسم متحرك له كتلة يحمل طاقة حركية بمقدار ما يعبر عنه بالمعادلة:

طاقة الحركة = 0.5 × الكتلة × الكتلة × ^{السرعة2}

حيث تُقاس الكتلة بالكيلوجرام، والسرعة بوحدة m/s، وطاقة الحركة بوحدة الجول.

للهواء كثافة معلومة (حوالي 1.23 كجم/م3^عند مستوى سطح البحر)، لذا فإن كتلة الهواء التي تصطدم بتوربينات الرياح (التي تجتاح مساحة معلومة) كل ثانية تُعطى بالمعادلة التالية

الكتلة/الثانية (كجم/ثانية) = السرعة (م/ث) × المساحة (^م2) × الكثافة (^كجم/م3)

ولذلك، فإن القدرة (أي الطاقة في الثانية) في الرياح التي تصطدم بتوربينات رياح بمساحة اكتساح معينة تُعطى ببساطة عن طريق إدخال حساب الكتلة/الثانية في معادلة الطاقة الحركية القياسية الواردة أعلاه، مما ينتج عنه المعادلة الحيوية التالية:

القدرة = 0.5 × المساحة الممسوحة × كثافة الهواء × ^{السرعة3}

حيث تُعطى القدرة بالواط (أي جول/الثانية)، ومساحة المسح بالمتر المربع، وكثافة الهواء بالكيلوجرام لكل متر مكعب، والسرعة بالمتر في الثانية.