Le maximum d'exploitation théoriquement possible du vent par un moteur éolien

Considérant la pénurie actuelle de charbon, l'exploitation de l'énergie éolienne a suscité un intérêt considérable. Pour cette raison, l'ambition de l'ingénieur est de convertir cette énergie en une forme utilisable avec l'efficacité maximale possible. De plus, se pose le problème que pour les moteurs éoliens, le terme d'efficacité n'est pas aussi explicitement défini que pour la plupart des autres machines. Puisque l'énergie disponible dans le vent est en réalité infinie ; en essence, cela dépend donc de la taille du moteur éolien combien de cette énergie est convertie. Pour obtenir une mesure raisonnable de l'efficacité, un paramètre énergétique pour la puissance d'entrée doit être introduit, qui est proportionnel à la taille du moteur (proportionnel à la surface de la roue à pales). Nous pouvons considérer par exemple le moulin à vent comme l'inverse d'une hélice en imaginant que la roue éolienne soit déplacée à travers de l'air stagnant à une vitesse correspondant à la vitesse du vent v dans la direction axiale, ce qui a le même effet que l'air soufflant à cette vitesse contre la roue. Avec ce concept de fonctionnement, il est implicitement clair que cette énergie introduite est la même énergie qui est nécessaire pour le mouvement axial de la roue. Si le vent pousse dans une direction axiale sur la roue avec une force P, alors l'énergie par seconde a la valeur P ⋅ v, et si la puissance utile de la roue à l'arbre a la valeur L, cela donne donc l'efficacité.