La puissance dépend de la surface offerte au vent. (Ainsi, une éolienne bipale ayant des pales larges peut produire autant de force qu'une éolienne tripale ayant de petites pales)
La puissance d'une éolienne est proportionnelle à la surface balayée par l'hélice (elle est mesurée en Watts et ses multiples).
Elle est égale au cube de la vitesse du vent: ainsi, si le vent souffle deux fois plus fort, la puissance sera multipliée par huit : 2³=8
La formule de la puissance théorique P que l'on peut retirer avec un vent de vitesse Vi en traversant une surface S (d’une hélice d'éolienne) balayée par le vent correspond à la valeur de l’énergie cinétique du vent.
Elle est donnée par la formule suivante :
P = ½ x ρ x S x Vi³
ρ : masse volumique de l'air en en kg/m³ (environ 1,2 kg/m³)
Vi : vitesse du vent en m/s
On remarque que la formule correspond bien à celle de l’énergie cinétique retrouvée par calcul précédemment.
Cependant, la puissance récupérable est inférieure, car le vent garde malgré tout une vitesse bien qu’il soit ralenti par l’éolienne. La formule telle que, serait valable dans le cas où l’éolienne arrêterait totalement le vent, or ce n’est pas le cas.
Si toute cette énergie était captée, il n'y aurait plus de vent derrière les pales de l'hélice, ce qui n'est jamais le cas. Albert Betz, un scientifique allemand, a montré dans son livre Wind-Energie und ihre Ausnutzung durch Windmühlen (« L'énergie éolienne et son exploitation dans les moulins à vent ») publié en 1926, que le maximum d'énergie récupérable est égal à 16/27 de la puissance théoriquement récupérable, c'est-à-dire environ 59%.
La puissance maximale récupérable est donc:
16/27 x P = 16/54 x ρ x S x Vi³= 8/27 x ρ x S x V3
On constate alors, si nous reprenons les valeurs précédemment utilisées, que l’égalité admise, revient à utiliser la loi de Betz.
La puissance des plus grosses éoliennes actuelles est de l'ordre de 2,5 MW pour atteindre bientôt 3 voire 4 MW.
Pour donner un ordre de grandeur, 10 MW correspondent à l'électricité domestique, hors chauffage, consommée par 5650 foyers, soit près de 15 000 personnes, par an.
Les machines les plus fréquemment installées sont des modèles de 2,0 kW.
