Вітер- це спрямоване переміщення повітряних мас. Вітрову енергію можна розглядати як одну з форм прояву сонячної енергії.

Вітер згодом змінюється. У більшості регіонів спостерігаються значні сезонні зміни вітрових потоків. Причому в зимові місяці швидкість вітру зазвичай вище, ніж влітку. Денні зміни швидкості вітру спостерігаються, як правило, поблизу морів і великих озер. Вранці сонце нагріває землю швидше, ніж воду, тому вітер дме в напрямку узбережжя. Увечері ж земля остигає швидше, ніж вода, тому вітер дме від узбережжя.

Швидкість вітру залежить від висоти над рівнем землі. Ближче до землі вітер сповільнюється за рахунок тертя об земну поверхню. Таким чином, вітри бувають сильнішими на великих висотах по відношенню до землі. Для сільськогосподарських полів і пустельних територій при збільшенні висоти над поверхнею землі в два рази спостерігається збільшення швидкості вітру на, близько, 12%.

На швидкість вітру значно впливають географічні умови і характер земної поверхні, включаючи різні природні і штучні перешкоди, такі, як пагорби і ін .., А також дерева і будівлі. З цієї причини ВЕУ розташовують, по можливості, на піднесених і віддалених від високих дерев, житлових будинків та інших споруд місцях, оскільки такі перешкоди знижують швидкість вітру і призводять до завихрень потоку, що утрудняють конвертацію енергії вітру.

Середньорічна швидкість вітру (Vс.р.) характеризує вітровий потенціал території. Це швидкість вітру, яка визначається як середнє арифметичне значення всіх спостережуваних швидкостей вітру протягом року. Середні швидкості вітру можуть бути обчислені і для інших періодів, наприклад: місячні, денні, погодинні.

Кінетична енергія A, що міститься в повітряному потоці, залежить від його маси m та швидкості V, і може бути знайдена за допомогою формули:

$\mathit{A}\mathit{=}\frac{\mathit{m}{\mathit{V}}^{\mathit{2}}}{\mathit{2}}\mathit{t}$

Якщо ж в цю формулу підставити значення маси повітря, що протікає через вітроколесо двигуна за 1 секунду, то отримаємо вираз для секундної енергії потоку, або, що те ж саме, для його потужності:

$\mathit{P}\mathit{=}\frac{\mathit{\rho }\mathit{F}{\mathit{V}}^{\mathit{3}}}{\mathit{2}}$

де $\mathit{\rho }\mathit{=}\frac{\mathit{\gamma }}{\mathit{g}}$ – масова щільність повітря;

γ – Питома вага повітря;
g – Прискорення сили тяжіння;
F – Площа, по якій протікає повітряний потік;
V – Швидкість вітру.

Величина питомої ваги повітря залежить від значення барометричного тиску і температури:

$\mathit{\rho }\mathit{=}{\mathit{\rho }}_{\mathit{0}}\frac{\mathit{B}{\mathit{T}}_{\mathit{0}}}{{\mathit{B}}_{\mathit{0}}\mathit{T}}\mathit{=}\mathit{0}\mathit{.}\mathit{125}\frac{\mathit{B}\left(\mathit{273}\mathit{+}\mathit{15}\right)}{\mathit{760}\left(\mathit{273}\mathit{+}{\mathit{t}}^{\mathit{0}}\right)}$

де ${\mathit{\rho }}_{\mathit{0}}\mathit{=}\mathit{0}\mathit{.}\mathit{125}\frac{\mathit{k}\mathit{g}\mathit{·}{\mathit{s}}^{\mathit{2}}}{{\mathit{m}}^{\mathit{4}}}$– масова щільність повітря при температурі $\mathit{t}\mathit{=}\mathit{15}\mathit{°}\mathit{C}$ та атмосферному тиску ${\mathit{B}}_{\mathit{0}}\mathit{=}\mathit{760}\mathit{}\mathit{м}\mathit{м}\mathit{.}\mathit{р}\mathit{т}\mathit{.}\mathit{с}\mathit{т}$;

B та tº – відповідно атмосферний тиск, мм. рт. ст., та температура повітря в нових умовах;
${\mathit{T}}_{\mathit{0}}$ та T – абсолютні температури повітря при 15ºC та в нових умовах.

З другої формули видно, що секундна енергія, або потужність потоку, пропорційна кубу швидкості, тобто, якби швидкість вітру збільшилася, наприклад, в два рази, то енергія повітряного потоку зростає в ${\mathit{2}}^{\mathit{3}}\mathit{=}\mathit{8}$ разів. Таким чином, середня швидкість вітру 5 м/с може дати приблизно в 2 рази більше енергії, ніж вітер із середньою швидкістю 4 м/с. Також, потужність, що розвивається вітродвигун, змінюється пропорційно квадрату діаметра вітроколеса, тобто при збільшенні діаметра в 2 рази, потужність, при тій же швидкості вітру, зростає в 4 рази.

Характеристики вітру вимірюються на метеостанціях. На поверхні швидкість вітру визначається за допомогою анемометра (анеміїпо-грецьки, означає вітер). Офіційно прийнята висота вимірювання швидкості вітру - 10 метрів від поверхні землі. Метою цього є виключити вплив приземної турбулентності і тертя повітря об поверхню.

Існують різні типи анемометрів, що використовують пропелер або обертові чашечки. Вони вимірюють дійсну швидкість вітру, тому що рухаються разом з вітром. Трубка Піто і плаваюча кулька - анемометри іншого типу, свідчення яких, змінюються відповідно до щільності повітря (залежить від температури і висоти), вони визначають швидкість вітру по його динамічним тиском. Покази мало залежать від висоти, температури і вологості.

Дані про швидкість і напрямку вітру, надходять в центр обробки погоди кожні 3 години. При цьому автоматично робиться осреднение показань за направленням і швидкості вітру за 10 хв, що передують строку спостереження. А поривами вважається максимальний показник швидкості вітру протягом 2 хвилин за даний термін спостереження (3 години). Термін спостереження строго регламентований по грінвічським часу, це - 00:00 год 03:00 год, 6:00 год, 09:00, ч, 12:00 год, 15:00 год, 18:00 год і 21:00 год.

На основі даних багаторічних спостережень швидкостей вітру в різних куточках світу складаються спеціалізовані карти вітрів.