L’energia potenziale è stata definita per la prima volta nel 19° secolo dal fisico scozzese William Rankine. Lo ha spiegato come energia immagazzinata all’interno di un sistema che potrebbe essere convertito in lavoro. Quando si fa riferimento all’energia potenziale eolica, questa può essere intesa come la quantità di energia utilizzabile che può essere effettivamente prodotta dalle correnti eoliche. Tale energia eolica viene convertita in energia cinetica attraverso mezzi quali turbine eoliche, mulini a vento, pompe eoliche e vele delle navi. L’umanità ha una lunga storia di utilizzo dell’energia potenziale del vento per i propri scopi: per azionare mulini a vento, macinare il grano, spingere i velieri attraverso il mare e, più recentemente, per produrre elettricità.
L’energia potenziale del vento si misura in joule. Un joule è definito come il lavoro necessario per produrre un watt di potenza per un secondo periodo. La teoria di base dietro l’energia potenziale eolica afferma che il vento a una certa velocità e forza può creare abbastanza joule di energia per svolgere un determinato compito. Ad esempio, se una brezza costante fa girare le pale di una turbina eolica di 10 giri al secondo e ogni giro produce 1.5 joule, l’energia potenziale del vento risultante sarebbe di 15 joule. Ciò significa che potrebbe ragionevolmente produrre 15 watt di energia ogni secondo.
Usando lo stesso esempio, se il vento continuasse con la stessa brezza costante per un’ora, produrrebbe 54 kilowatt di elettricità. L’energia potenziale della brezza sarebbe di 54,000 joule all’ora. Una tale cifra potrebbe alimentare una lampadina da 100 watt ininterrottamente per 540 ore prima di esaurirsi.
La formula per calcolare l’energia potenziale eolica viene utilizzata anche per valutare la fattibilità economica dei campi di turbine eoliche e altri metodi di raccolta dell’energia eolica. Nelle aree in cui il vento è costante, può essere una decisione economicamente valida cercare di sfruttare la sua potenza. Nelle aree in cui il movimento dell’aria è meno che costante, tuttavia, la spesa per l’installazione e la manutenzione di turbine eoliche e altri dispositivi per sfruttare l’energia può superare qualsiasi beneficio che potrebbe essere ottenuto.
Per determinare la fattibilità economica si utilizza la formula utilizzata per ricavare l’energia potenziale eolica dall’esempio precedente e poi si moltiplica per il numero di aerogeneratori proposti. Utilizzando l’esempio precedente, se una singola turbina eolica produce 54,000 joule di energia elettrica all’ora, ci si può ragionevolmente aspettare che dieci turbine eoliche abbiano un’energia potenziale eolica di 540,000 joule all’ora. Secondo questa stima, l’energia potenziale eolica di un tale campo di turbine eoliche avrà il potenziale per produrre 540 chilowattora di elettricità all’ora finché il vento continua.