Windkraftanlage

: ''Hauptartikel: Betzsches Gesetz''

Die Effizienz, mit der die Energie des Windes auf den Rotor übertragen wird, ist für eine Windkraftanlage eine wichtige Kenngröße. Durch die dem Luftstrom entnommene kinetische Energie sinkt die Windgeschwindigkeit am Rotor. Der Wind kann jedoch nicht bis zum Stillstand abgebremst werden, da sonst keine Luft mehr nachströmen könnte. So können theoretisch nur bis zu maximal 59,3  Prozent der im Wind enthaltenen Energie entnommen werden. Dieser Wert wird nach dem Göttinger Physiker, der ihn ermittelte, Betzscher Leistungsbeiwert (cp,Betz) genannt. Bei einer im Wind enthaltenen Leistung (Leistung = Energie/Zeit) von ''P'' = 2,45 MW errechnet sich eine theoretisch nutzbare (maximale) Leistung ''P''_n am Rotor von:

Wie bei allen Maschinen kann auch bei Windkraftanlagen das theoretische Maximum nicht erreicht werden. Moderne Windkraftanlagen kommen auf einen Leistungsbeiwert von [[Datei:windkraft_03.png]]. Der aerodynamische Wirkungsgrad einer Anlage kann über das Verhältnis des Leistungsbeiwertes der Maschine zum Betzschen Leistungsbeiwert ausgedrückt werden und liegt demnach bei etwa 70 bis 85 Prozent je nach Windverhältnissen und Auslegung. Zur Berechnung des Gesamtwirkungsgrades müssen zusätzlich noch die Wirkungsgrade aller mechanischen und elektrischen Maschinenteile berücksichtigt werden.

Der Betzsche Leistungsbeiwert stellt dabei keinen Wirkungsgrad dar. Es gehen nur etwa zwölf Prozent des Windimpulses durch ein ideales, nach Betz extensiv erntendes Einzelwindrad verloren. Die restlichen 29 Prozent, die nicht geerntet werden können, sind darauf zurückzuführen, dass der Wind dem Windrad ausweicht und es verlustfrei umströmt. In Windparks, einer räumlichen Ansammlung vieler Windkraftanlagen, wird dem Rechnung getragen, indem die Auslegungsschnelllaufzahl auch an die Windschattenwirkung der Rotoren untereinander angepasst wird. Die Betzschen 59 Prozent sind dann nicht mehr erreichbar.