Potentiaalisen energian määritti ensimmäisen kerran 19 -luvulla skotlantilainen fyysikko William Rankine. Hän selitti sen energiana, joka on varastoitu järjestelmään, joka voidaan muuntaa toimivaksi. Kun viitataan tuulen potentiaalienergiaan, tämä voidaan ymmärtää käytettävän energian määränä, jonka tuulivirrat voivat tuottaa. Tällainen tuulienergia muunnetaan kineettiseksi energiaksi esimerkiksi tuuliturbiinien, tuulimyllyjen, tuulipumppujen ja laivojen purjeiden avulla. Ihmiskunnalla on pitkä historia tuulen potentiaalisen energian käyttämisestä omiin tarkoituksiinsa: tuulimyllyjen voimaamiseen, viljan jauhamiseen, purjelaivojen työntämiseen meren yli ja viime aikoina sähkön tuottamiseen.
Tuulen potentiaalienergia mitataan jouleina. Joule määritellään työksi, joka tarvitaan yhden watin tehon tuottamiseen toisen sekunnin ajan. Tuulen potentiaalienergian taustalla oleva perusteoria sanoo, että tuuli tietyllä nopeudella ja voimakkuudella voi tuottaa tarpeeksi jouleja energiaa tietyn tehtävän suorittamiseen. Jos esimerkiksi tasainen tuuli kääntää tuuliturbiinin siivet 10 kierrosta sekunnissa ja jokainen kierros tuottaa 1.5 joulea, tuloksena oleva tuulipotentiaalienergia olisi 15 joulea. Tämä tarkoittaa, että se voisi kohtuudella tuottaa 15 wattia energiaa joka sekunti.
Käyttämällä tätä samaa esimerkkiä, jos tuuli jatkuisi samalla tasaisella tuulella tunnin ajan, se tuottaisi 54 kilowattia sähköä. Tuulen potentiaalinen energia olisi 54,000 100 joulea tunnissa. Tällainen luku voisi käyttää 540 watin lamppua jatkuvasti XNUMX tuntia ennen kuin se tyhjenee.
Tuulipotentiaalienergian laskennan kaavaa käytetään myös arvioimaan tuuliturbiinikenttien ja muiden tuulienergian keräysmenetelmien taloudellista toteutettavuutta. Alueilla, joilla tuuli on tasaista, voi olla taloudellisesti järkevä päätös yrittää hyödyntää sen voimaa. Alueilla, joilla ilman liike on vähemmän kuin tasainen, tuuliturbiinien ja muiden energian hyödyntämiseen tarkoitettujen laitteiden perustamisesta ja ylläpidosta aiheutuvat kustannukset voivat kuitenkin olla suuremmat kuin mahdolliset hyödyt.
Taloudellisen toteutettavuuden määrittämiseksi käytetään kaavaa, jota käytettiin tuulipotentiaalienergian hankkimiseen edellisestä esimerkistä, ja kerrotaan sitten ehdotettujen tuuliturbiinien lukumäärällä. Edellisen esimerkin mukaisesti, jos yksi tuuliturbiini tuottaa 54,000 540,000 joulea sähköenergiaa tunnissa, kymmenen tuuliturbiinin voidaan kohtuudella odottaa olevan 540 XNUMX joulea tunnissa. Tämän arvioinnin mukaan tällaisen tuuliturbiinikentän tuulipotentiaalienergia pystyy tuottamaan XNUMX kilowattituntia sähköä tunnissa niin kauan kuin tuuli jatkuu.