La base per realizzare un generatore eolico è l’alternatore, quel dispositivo che è in grado, ruotando, di generare corrente.
Si tratta di corrente alternata, da cui il nome alternatore.
Per poterlo realizzare in casa, vediamo prima di tutto come è fatto un alternatore.
Iniziamo con un po’ di teoria.
Giusto il minimo essenziale per capire che cosa stiamo facendo.
L’alternatore è la macchina che sfrutta l’interazione tra i campi magnetico ed elettrico. Senza ricorrere alle equazioni di Maxwel, il concetto è che una variazione di un campo magnetico produce una variazione nel campo elettrico (e viceversa).
Come sfruttare allora questo legame? Utilizziamo dei magneti permanenti (calamite) per generare un campo magnetico. Facendo ruotare i magneti otteniamo un campo magnetico che continua a variare, quindi in grado di generare un campo elettrico. Posizioniamo delle spire (bobine) vicino ai magneti per raccogliere il campo elettrico.
Vediamo in pratica la struttura
Dallo schema in figura si possono vedere le componenti principali. Il supporto da cui parte il mozzo è solidale con la struttura.
A questo supporto vene poi montato in maniera stabile lo statore. Dal nome è chiaro che si tratta di una componente che non si muove. Lo statore è il pezzo che contiene le bobine e si trova in mezzo alla serie di magneti contenuti nel rotore.
Quest’ultimo (prende il nome dal fatto che si tratta della componente destinata a ruotare) è costituito da due piatti su cui sono assicurati i magneti permanenti.
A questo punto dovrebbe essere chiaro il meccanismo che regola il funzionamento e ci mancano solo alcuni dettagli costruttivi per un corretto dimensionamento.
Passiamo alla realizzazione
I magneti. I magneti che garantiscono la generazione di un forte campo magnetico sono al neodimio, una lega che è ora ampiamente disponibile già magnetizzata e tagliata in forme e dimensioni sfruttabili.
Il posto più semplice ed economico per acquistarlo è ebay dove con pochi euro si acquista tutto il quantitativo che ci serve.
Rettangolari o circolari, i magneti vanno posizionati sul rotore in modo da risultare equidistanti tra di loro e con i poli alternati (uno col polo N in alto uno in basso, uno in alto, …) si capisce che devono essere in numero pari.
Dobbiamo realizzare due piastre opposte, come indicato a fianco.
Per una corretta stabilità nella posizione dei magneti, essi dovranno essere incollati alla piastra del rotore (che deve essere in acciaio o in ferro). Dopo averli incollati, dovremo effettuare una colata con la resina e utilizzare una banderuola di metallo non magnetico (per esempio alluminio) intorno al rotore per evitare che la forza centrifuga allontani i magneti.
Nella zona intermedia, chiamata traferro, dovremo posizionare le spire.
Le bobine dovranno essere tutte delle stesse dimensioni, stesso numero di spire e stesso senso di avvolgimento.
Il filo da utilizzare è quello apposta per bobine che è un filo di rame isolato da una speciale vernice.
Dopo aver posizionato le bobine, il consiglio è quello di colarci sopra della resina epossidica (colorificio) per mantenerle nella posizione corretta.
Meglio se i collegamenti tra le bobine li effettuiamo prima della colata, in modo che non ci diano problemi successivamente.
Possiamo scegliere tra generatore monofase in cui tutte le bobine dovranno essere collegate in serie e trifase, in cui le bobine dovranno essere collegate in serie ma a gruppi da tre, alternati tra loro (f1, f2, f3, f1, f2, f3, …). Un generatore trifase gi garantisce maggior stabilità nella corrente generata, ma richiede l’impiego di tre raddrizzatori.
Per uno sfruttamento efficiente del campo magnetico, la tabella qui a fianco mostra quanti magneti e quante bobine vanno accoppiati e, nel caso del trifase, quante bobine per fase otterremo.
A questo punto si realizza un raddrizzatore (o tre nel caso di trifase) e si collega alla batteria.
Se il nostro obiettivo è quello di costruire un generatore eolico, dobbiamo poi costruire pale, coda e montare tutto su un palo, ma questo esula dallo scopo di questo post.
