Energija iz vjetra se koristi konverzijom iste u korisni oblik energije koji može biti korištenje vjetroagregata za proizvodnju električne energije, korištenje mlinova na vjetar za proizvodnju mehaničke snage, pumpe na vjetar za pumpanje vode ili korištenje jedara za pogon brodova.

U današnje vrijeme su izuzetno interesantni i aktualni upravo vjetroagregati kojih je sve veći broj priključen na elektroenergetsku mrežu.

Osnove pretvorbe energije vjetra koje koriste vjetroagregati za proizvodnju električne energije polaze od fizikalnih osnova vjetra, koje su detaljnije izložene u članku "Što je vjetar i kako nastaje".

Osnove pretvorbe energije u vjetroagregatu

Pretvorba kinetičke energije vjetra u kinetičku energiju vrtnje vratila se odvija pomoću lopatica rotora vjetroagregata.

Specifična snaga vjetra pri tome je jednaka

gdje je P_vj specifična snaga vjetra, koje ovisi o gustoći zraka ρ i kubu brzine vjetra v³.

U općem slučaju brzina vjetra nije konstantna pa je prosječna specifična snaga jednaka

Na razini mora se za specifičnu snagu vjetra može uzeti

Kinetička energija vjetra dobiva se množenjem snage s vremenom

gdje je E_k,vj kinetička energija vjetra.

Nažalost, dio ukupne kinetičke energije vjetra je neiskoristiv jer vjetar mora nastaviti strujanje kako bi omogućio dolazak vjetru iza sebe. To je tzv. Betzov zakon, a matematički se prikazuje stupnjem aerodinamičke pretvorbe koji je jednak omjeru snage na vratilu vjetroagregata i raspoložive snage u slobodnoj struji vjetra:

gdje je c_p stupanj aerodinamičke pretvorbe (≈0,45 za moderne vjetroturbine, a na nekim turbinama ide sve do 0,50), a P_t je transformirana snaga.

Najveći mogući stupanj aerodinamičke pretvorbe je tzv. Betzova granica i ona iznosi 0,593. Nijedan trenutno dostupan moderni vjetroagregat ne može imati učinkovitost veću od

Zbog dodatnih gubitaka pri petvorbi energije do dobivanja električne energije proizlazi da se manje od pola kinetičke energije vjetra može iskoristiti kao korisna električna energija.