Лопасть меняет импульс воздуха
Ветряная турбина извлекает энергию, потому что воздух после ротора в среднем имеет меньшую скорость и иное давление. Изменению импульса соответствует сила, действующая на турбину. Её крепление передаёт эту силу корпусу автомобиля в сторону, противоположную движению.
Мощность требует силы на скорости
Чтобы поддерживать постоянную скорость, привод должен компенсировать дополнительную силу. Механическая мощность равна произведению силы на скорость, поэтому даже одинаковая добавочная сила обходится дороже при быстром движении. У реального ротора меняются и сила, и эффективность, так что зависимость получается ещё сложнее.
Корпус и крепления тоже создают потери
Турбина требует стойки, защитного кожуха и проводки. Все эти элементы увеличивают лобовую площадь и возмущают поток. Часть добавочного сопротивления не проходит через генератор и никогда не превращается в полезное электричество. Шум и вибрация также означают рассеяние энергии.
Как провести честное сравнение
Нужно поддерживать одинаковую скорость и маршрут и измерять энергию, полученную генератором, вместе с изменением потребления двигателя. Сравнение пробега на глаз или тока зарядки без данных о тяге неполно. Турбина может работать как генератор, но её электрический выход не равен полному аэродинамическому штрафу.
Видео опыта
Исходный эксперимент и его ход можно посмотреть в ролике канала «Наука в Действии».