風のポテンシャルエネルギーとは何ですか？

ポテンシャルエネルギーは、19世紀にスコットランドの物理学者ウィリアムランキンによって最初に定義されました。彼はそれを、仕事に変換できるシステム内に保存されているエネルギーとして説明しました。風のポテンシャルエネルギーを参照する場合、これは風流によって確実に生成される可能性のある使用可能なエネルギーの量として理解できます。このような風力エネルギーは、風力タービン、風車、風力ポンプ、船の帆などの手段を通じて運動エネルギーに変換されます。人類には、風力工場を動かし、穀物を粉砕する、海を渡って帆船を押し進めるため、そして最近では電力を生産するために、風力発電所のポテンシャルエネルギーを使用した長い歴史があります。ジュールは、1秒間の1ワットの電力を生産するために必要な作業として定義されています。風のポテンシャルエネルギーの背後にある基本的な理論は、特定の速度と強度で風が強いエネルギーのジュールを作成するのに十分なエネルギーのジュールを作成できると述べています。たとえば、安定した風が風力タービンを1秒あたり10回転ブレードし、各革命が1.5ジュールを生成した場合、結果として生じる風のポテンシャルエネルギーは15ジュールになります。これは、1秒ごとに15ワットのエネルギーを合理的に生成できることを意味します。これと同じ例を使用して、風が同じ安定した風で1時間続いた場合、54キロワットの電気を生成します。そよ風のポテンシャルエネルギーは、時速54,000ジュールになります。このような数値は、枯渇する前に540時間連続して100ワット電球に連続する可能性があります。風が安定している地域では、その力を活用しようとすることは経済的に健全な決定になる可能性があります。しかし、空気の動きが安定していない地域では、エネルギーを活用するための風力タービンやその他のデバイスのセットアップと維持に伴う費用が得られる可能性のある利点を上回る可能性があります。前の例からの風のポテンシャルエネルギーが使用され、提案された風力タービンの数を掛けます。前の例を使用して、単一の風力タービンが1時間あたり54,000ジュールの電気エネルギーを生成する場合、10個の風力タービンが1時間あたり540,000ジュールの風力エネルギーを合理的に期待できます。この推定では、このような風力タービンフィールドの風のポテンシャルエネルギーは、風が続く限り、1時間あたり540キロワット時の電力を生成する可能性があります。