Из истории техники известно, что первые электрические машины были электростатическими, затем их вытеснили электромагнитные. Первопричиной послужило отсутствие на тот момент соответствующих изоляционных материалов и коммутирующих устройств. Далее начал работать авторитет мэтров и столпов науки. Если кто-то из молодых ученых пытался заикнуться в защиту электростатических машин, то ему тут же указывали место и предлагали спуститься с небес на землю.

А насколько это бессмысленно? Ведь в облаках сосредоточены сотни тысяч тонн воды, и удерживаются они за счет электростатических взаимодействий. Энергия накапливается колоссальная и стоит поломать голову над тем, как ее использовать для собственных нужд. Толчком к началу работ послужил один эксперимент, проведенный в 1980 г., когда делали датчик поражения мишени. В ходе эксперимента по подключенному к осциллографу металлическому листу площадью 2 м2 с расстояния 20 м произвели ряд выстрелов из автомата. Трассирующие пули эффекта не показали, но обычные вместо ожидаемых импульсов в несколько милливольт давали импульсы более десятка вольт. Расчеты показали, что потенциал, накопленный пулей, превышал 1000 В.

Изложим принцип работы статической ВЭС без механического преобразования видов энергии. Он состоит в разности работы выхода электронов и показан на рисунке.

Поверхность 1 выполнена таким образом, что работа выхода электронов для нее составляет А1, а для поверхности 2 - А2, для аэрозолей, движущихся в воздушном потоке между поверхностями со скоростью V, работа выхода равна А3. При условии А1>>A3>>A2 на поверхностях будут образовываться электрические заряды: отрицательный на поверхности 1 и положительный на поверхности 2.

Конденсатор С1 накапливает заряд и снижает потенциал поверхностей. Его емкость должна быть достаточной для предотвращения нарушения неравенства и запирания поверхностей. Инвертор преобразует высоковольтный заряд в переменный ток низкого напряжения и отдает его в нагрузку. Современные полупроводниковые приборы позволяют выполнить инвертор с входным напряжением в несколько киловольт и реализовать данную идею. Лет 20 назад реализовать данный принцип было невозможно из-за отсутствия соответствующих полупроводниковых приборов.

Эффективность статической ВЭС зависит от скорости воздушного потока и характеристик рабочих поверхностей. Конструкция ВЭС выполняется таким образом, чтобы скорость воздушного потока у рабочих поверхностей была как можно большей. Рабочие поверхности должны быть защищены от попадания влаги. Практическое решение статической ВЭС должно быть разнообразным. Здесь есть над чем поработать энтузиастам ветроэнергетики.

У этой идеи есть и существенный недостаток. Работа выхода А3 не остается постоянной и сильно зависит от температуры воздуха (по этой причине зимой не бывает грозы). Эту проблему необходимо решать.

Авторы: Д.А. Дуюнов, А.И. Шапаренко, А.В. Ануфриев