風力エネルギーの計算方法

風は動く空気の分子で構成され、その分子には質量がある。質量を持つ動く物体は、運動エネルギーを持ち、その量は式で表される：

運動エネルギー＝0.5×質量×速度²

ここで質量はkg、速度はm/s、運動エネルギーはジュールで与えられる。

空気の密度は既知（^海抜で 約1.23kg/m3）なので、風力タービン（既知の面積を掃引する）に毎秒当たる空気の質量は、以下の式で与えられる：

質量/秒（kg/秒）＝速度（m/秒）×面積（m²）×密度（^kg/m3）

したがって、ある掃引面積を持つ風車に当たる風のパワー（すなわち1秒あたりのエネルギー）は、上記の標準的な運動エネルギーの式に質量/秒の計算を単純に挿入することによって与えられ、その結果、次のような重要な式が得られる：

パワー＝0.5×掃引面積×空気密度×速度³

ここで、パワーはワット（すなわちジュール／秒）、掃引面積は平方メートル、空気密度はキログラム／立方メートル、速度はメートル／秒の単位で与えられる。