Wie man Windenergie berechnet

Der Wind besteht aus sich bewegenden Luftmolekülen, die eine Masse haben - wenn auch nicht viel. Jedes sich bewegende Objekt mit Masse trägt kinetische Energie in einer Menge mit sich, die durch die Gleichung ausgedrückt wird:

Kinetische Energie = 0,5 x Masse x ^{Geschwindigkeit2}

Dabei wird die Masse in kg gemessen, die Geschwindigkeit in m/s und die kinetische Energie in Joule angegeben.

Luft hat eine bekannte Dichte (etwa 1,23 kg/m3^auf Meereshöhe). Die Luftmasse, die pro Sekunde auf eine Windturbine (die ein bekanntes Gebiet überstreicht) trifft, ergibt sich also aus der folgenden Gleichung:

Masse/sec (kg/s) = Geschwindigkeit (m/s) x Fläche (^m2) x Dichte (^kg/m3)

Die Leistung (d.h. die Energie pro Sekunde) des Windes, der auf eine Windturbine mit einer bestimmten überstrichenen Fläche trifft, ergibt sich daher durch einfaches Einsetzen der Masse/Sekunde-Berechnung in die oben angegebene Standardgleichung für die kinetische Energie, was zu der folgenden wichtigen Gleichung führt:

Leistung = 0,5 x überstrichene Fläche x Luftdichte x ^{Geschwindigkeit3}

Dabei wird die Leistung in Watt (d.h. Joule/Sekunde), die überstrichene Fläche in Quadratmetern, die Luftdichte in Kilogramm pro Kubikmeter und die Geschwindigkeit in Metern pro Sekunde angegeben.