Potencijalnu energiju prvi je definirao u 19. stoljeću škotski fizičar William Rankine. Objasnio je to kao energiju pohranjenu unutar sustava koji se može pretvoriti u rad. Kada se govori o potencijalnoj energiji vjetra, to se može shvatiti kao količina iskoristive energije koju mogu proizvesti vjetroelektrane. Takva energija vjetra se pretvara u kinetičku energiju putem takvih sredstava kao što su vjetroturbine, vjetrenjače, vjetropumpe i jedra brodova. Čovječanstvo ima dugu povijest korištenja potencijalne energije vjetra za vlastite svrhe: za pogon vjetrenjača, mljevenje žitarica, guranje jedrenjaka preko mora i, u novije vrijeme, za proizvodnju električne energije.
Potencijalna energija vjetra mjeri se u džulima. Džoul je definiran kao rad potreban za proizvodnju jednog vata snage u razdoblju od jedne sekunde. Osnovna teorija iza potencijalne energije vjetra kaže da vjetar određene brzine i snage može stvoriti dovoljno džula energije za obavljanje određenog zadatka. Na primjer, ako stalni povjetarac okrene lopatice vjetroturbine za 10 okretaja u sekundi, a svaki okret proizvede 1.5 džula, tada bi rezultirajuća potencijalna energija vjetra bila 15 džula. To znači da bi razumno mogao proizvesti 15 vata energije svake sekunde.
Koristeći isti primjer, ako bi vjetar nastavio s istim stalnim povjetarcem jedan sat, proizveo bi 54 kilovata električne energije. Potencijalna energija povjetarca bila bi 54,000 džula na sat. Takva bi brojka mogla napajati žarulju od 100 W neprekidno 540 sati prije nego što se iscrpi.
Formula za izračunavanje potencijalne energije vjetra također se koristi za procjenu ekonomske isplativosti vjetroturbina i drugih metoda prikupljanja energije vjetra. U područjima gdje je vjetar postojan, može biti ekonomski opravdana odluka pokušati iskoristiti njegovu snagu. Međutim, u područjima u kojima je kretanje zraka manje nego postojano, troškovi postavljanja i održavanja vjetroturbina i drugih uređaja za iskorištavanje energije mogu nadmašiti sve prednosti koje bi se mogle ostvariti.
Za određivanje ekonomske isplativosti koristi se formula za dobivanje potencijalne energije vjetra iz prethodnog primjera, a zatim se množi s brojem predloženih vjetroturbina. Koristeći prethodni primjer, ako jedna vjetroturbina proizvodi 54,000 džula električne energije na sat, razumno se može očekivati da deset vjetroturbina ima potencijalnu energiju vjetra od 540,000 džula na sat. Prema ovoj procjeni, potencijalna energija vjetra takvog polja vjetroturbina imat će potencijal proizvesti 540 kilovat-sati električne energije na sat dok god vjetar traje.