Introdução

Esta página descreve como construir um "gerador de ímãs permanentes ( PMG ) ou "alternador", gera corrente alternada (AC). Não gera "tensão da rede" AC 110 ou 220V (para isso necessita de utilizar um inversor baterias). Gera baixa tensão em três fases AC, transformando posteriormente essa tensão em "corrente contínua" (DC) para carregar uma bateria de 12 volts. Este gerador produz energia com uma fonte mecânica de rotação, pode ser usado uma força hidráulica ou eólica.

O alternador é constituído por:

Apoios e veios;
Estator que contem bobinas de fio;
Estator que contem imãs permanentes;
Rectificadores de corrente.

O estator inclui seis bobinas de fio de cobre moldada em resina de fibra de vidro. O estator é montado na coluna, mas não se move. Fios das bobinas transportam a eletricidade para o retificadores que transforma o AC em DC para carregar a bateria. O retificador é montado com dissipador de modo a evitar aquecimento excessivo e a sua deterioração.
Os rotores são montados em rolamentos que giram sobre o eixo. O rotor traseiro está por trás e incorporado no estator. A parte frontal é externa, é fixa à parte traseira por veios que passam pela furação no estator. As pás da turbina eólica são suportadas pelos veios que atravessam toda a estrutura. Ao girar, os rotores com ímãs, produzem fluxo magnético que induz nas bobinas. Este fluxo magnético é que produz a energia elétrica.

Qual a função do alternador ?

O alternador é concebido para pequenos geradores eólicos (Figura 2), destina-se a produzir energia pela transformação da energia mecânica do movimento giratório das pás em energia elétrica. 
Para construir um aerogerador completo é necessário ainda, uma torre: pode ser usado um tubo de aço apoiado com cordas ou cabos, um suporte giratório no topo da torre assegura que, através da orientação de uma pá, esteja sempre em posição frontal em relação ao vento; O conjunto de lâminas destina-se a girar o alternador.

Figura 2: gerador eólico

Funcionamento

O gerador trabalha com baixas rotações. O gráfico mostra a potência disponibilizada pelo alternador. A 420 rpm que gera 180 watts, que são 15 amperes a 12 volts (12V x 15A = 180W). Em alta velocidade gera mais energia, no entanto, este aumento de velocidade e de produção de corrente provoca aquecimento nas bobinas diminuindo a eficiência. Para velocidades do vento maiores, é melhor mudar as bobinas do estator, usando diâmetros de fio maiores ou alterando a forma como estão ligadas.

Se for utilizado sempre com velocidades de vento elevadas, é melhor usar um fio mais grosso possibilitando assim o transporte de mais corrente sem aquecer excessivamente. Utilizando um fio mais grosso, o número de espiras nas bobinas diminui, não possibilitando a sua utilização com baixas velocidades.

Para usar o alternador em altas e baixas velocidades é possível mudar a forma de como as bobinas são ligadas. Existem duas formas de conectar os fios do estator ao retificador. Podem ser conectados em 'estrela' ou 'delta'. Detalhes das ligações 
^*Nota- A designação "DELTA" é também conhecida como ligação em triângulo.

Na figura 3 podemos ver o gráfico de energia versus velocidade. A ligação em Estrela começa a funcionar a baixa velocidade (170 rpm). A ligação Delta fornece uma potência mais elevada mas apenas a uma velocidade maior. Estrela é melhor com velocidades de vento baixas, delta é melhor com ventos mais fortes. Uma versão maior deste gerador seria capaz de fornecer mais potência em baixas rotações.