Năng lượng gió là động năng của gió chuyển động. Động năng của một khối khí có khối lượng m với vận tốc v là ½ m v2. Để tìm khối lượng của khối khí đi qua một diện tích A vuông góc với vận tốc của nó, ta nhân thể tích của nó sau thời gian t trôi qua với khối lượng riêng của khí ρ, ta có m = A v t ρ. Vậy nên, ta có thể tìm được tổng năng lượng gió:

E = 1 2 ρ A v 3 t {\displaystyle E={\frac {1}{2}}\rho Av^{3}t}

Đạo hàm theo thời gian để tìm tốc độ tăng của năng lượng, ta có tổng công suất gió là:

P = d E / d t = 1 2 ρ A v 3 {\displaystyle P=dE/dt={\frac {1}{2}}\rho Av^{3}}

Năng lượng gió vì thế tỷ lệ với lũy thừa bậc ba của vận tốc gió.

Công suất turbine gió lý thuyết

Tổng công suất gió chỉ có thể đạt được khi vận tốc gió giảm xuống không. Trong turbine gió thực tế điều này không thể xảy ra, vì lượng không khí đi vào cũng phải đi ra khỏi turbine. Cần phải tính đến mối quan hệ giữa vận tốc gió đi vào và đi ra. Sử dụng khái niệm ống dòng chảy, công suất gió thu được tối đa bởi một turbine gió là 59% tổng công suất gió lý thuyết[22] (xem định luật Betz).

Công suất turbine gió thực tế

Những tổn thất như là ma sát và lực kéo rô tơ turbine, tổn thất hộp số, tổn thất máy phát và biến áp, giảm công suất tạo ra bởi một turbine gió. Mối quan hệ cơ bản mà công suất tuabin xấp xỉ tỷ lệ với lỹu thừa bậc ba của vận tốc vẫn đúng.