Potenciālo enerģiju 19. gadsimtā pirmo reizi definēja skotu fiziķis Viljams Rankins. Viņš to skaidroja kā sistēmā uzkrāto enerģiju, ko var pārvērst darbā. Runājot par vēja potenciālo enerģiju, to var saprast kā izmantojamās enerģijas daudzumu, ko var saražot vēja straumes. Šāda vēja enerģija tiek pārvērsta kinētiskā enerģijā, izmantojot tādus līdzekļus kā vēja turbīnas, vējdzirnavas, vēja sūkņi un kuģu buras. Cilvēce jau sen izmanto vēja potenciālo enerģiju saviem mērķiem: lai darbinātu vēja dzirnavas, maltu graudus, stumtu buru kuģus pāri jūrai un nesen arī elektrības ražošanai.
Vēja potenciālo enerģiju mēra džoulos. Džouls ir definēts kā darbs, kas nepieciešams, lai vienu sekundi saražotu vienu vatu jaudas. Vēja potenciālās enerģijas pamatteorija apgalvo, ka vējš ar noteiktu ātrumu un stiprumu var radīt pietiekami daudz džoulu enerģijas, lai veiktu noteiktu uzdevumu. Piemēram, ja vienmērīgs vējš pagriež vēja turbīnas lāpstiņas par 10 apgriezieniem sekundē un katrs apgrieziens radīja 1.5 džoulus, tad iegūtā vēja potenciālā enerģija būtu 15 džouli. Tas nozīmē, ka tas katru sekundi varētu saražot 15 vatus enerģijas.
Izmantojot šo pašu piemēru, ja vējš turpinātos ar tādu pašu vienmērīgu vēju vienu stundu, tas ražotu 54 kilovatus elektroenerģijas. Vēja potenciālā enerģija būtu 54,000 100 džouli stundā. Šāds skaitlis varētu nepārtraukti darbināt 540 vatu spuldzi XNUMX stundas, pirms tā izlādējas.
Vēja potenciālās enerģijas aprēķināšanas formula tiek izmantota arī vēja turbīnu lauku un citu vēja enerģijas savākšanas metožu ekonomiskās iespējamības novērtēšanai. Vietās, kur vējš ir vienmērīgs, tas var būt ekonomiski pamatots lēmums mēģināt izmantot tā spēku. Tomēr apgabalos, kur gaisa kustība ir mazāka par vienmērīgu, vēja turbīnu un citu enerģijas izmantošanas ierīču uzstādīšanas un uzturēšanas izdevumi var atsvērt jebkādus ieguvumus, ko varētu iegūt.
Lai noteiktu ekonomisko iespējamību, tiek izmantota formula, kas izmantota vēja potenciālās enerģijas iegūšanai no iepriekšējā piemēra, un pēc tam reizina ar piedāvāto vēja turbīnu skaitu. Izmantojot iepriekšējo piemēru, ja viena vēja turbīna saražo 54,000 540,000 džoulu elektroenerģijas stundā, var pamatoti sagaidīt, ka desmit vēja turbīnām vēja potenciālā enerģija būs 540 XNUMX džoulu stundā. Saskaņā ar šo aprēķinu šāda vēja turbīnas lauka vēja potenciālā enerģija spēs saražot XNUMX kilovatstundas elektroenerģijas stundā, kamēr vējš turpināsies.