Principais tipos de um gerador elétrico e como funcionam

Conheça os principais modelos e entenda como funciona um gerador elétrico.

Em eventos, centros cirúrgicos e linhas de produção, uma interrupção no fornecimento da distribuidora de energia exige uma fonte alternativa de energia, e na maioria dos casos essa fonte é um gerador de energia. 

Entender como funciona um gerador elétrico é o primeiro passo para especificar corretamente o equipamento, seja na compra ou na locação. 

Como funciona um gerador elétrico

Um gerador faz a conversão eletromecânica de energia: ele transforma a energia mecânica de um eixo em rotação em energia elétrica. O princípio físico por trás disso é a indução eletromagnética, descrita por Michael Faraday em 1831.

Na prática, funciona assim: quando o campo magnético que atravessa um fio de cobre varia ao longo do tempo, surge nesse fio uma tensão elétrica. Se o fio fizer parte de um circuito fechado, essa tensão faz a corrente elétrica circular. Para provocar a variação, basta mover um ímã próximo ao fio, ou mover o fio próximo ao ímã, repetidamente.

É isso que acontece dentro do gerador. Um motor faz girar o eixo do alternador, a parte do equipamento que de fato produz a eletricidade. O alternador tem duas partes principais:

• rotor: a parte que gira. Ele contém um enrolamento de fio de cobre que, ao receber corrente contínua, vira um eletroímã e produz um campo magnético em rotação;
• estator: a parte fixa, que envolve o rotor. Ele abriga bobinas de cobre, isto é, fios enrolados em espiral. Conforme o campo magnético do rotor passa por elas, ele induz uma corrente alternada, que é a energia entregue à instalação.

Quanto mais estável for a rotação do eixo e o controle do campo magnético, mais estáveis serão a tensão e a frequência da energia gerada. 

Principais componentes de um gerador

Os modelos variam em porte e aplicação, mas quase todos compartilham a mesma estrutura:

• motor de combustão interna, responsável por girar o eixo;
• alternador, que converte o movimento em eletricidade;
• sistema de combustível, com tanque, filtros e linhas de alimentação;
• regulador de velocidade (governor), que mantém o motor em rotação constante. Como a frequência da energia depende da rotação, ele é essencial para manter a frequência estável;
• regulador automático de tensão (AVR), que ajusta a intensidade do campo magnético do rotor para manter a tensão de saída dentro do valor esperado, mesmo quando a carga varia;
• sistemas de lubrificação, arrefecimento e exaustão, que mantêm o motor lubrificado, refrigerado e eliminam os gases da combustão;
• sistema de partida, formado por motor de arranque e baterias;
• painel de controle, onde o operador acompanha o funcionamento e onde ficam as proteções do equipamento.

Em instalações de maior porte, o gerador trabalha junto com um quadro de transferência automática (QTA). Ele detecta a falta de energia da rede, liga o gerador sozinho e transfere a carga para ele, sem necessidade de intervenção humana.

O papel do motor e do alternador

Pense no motor como as pernas do ciclista e no alternador como o dínamo da bicicleta. Um pedala, o outro acende o farol.

O motor queima combustível e gira o eixo em velocidade constante, geralmente 1.800 rotações por minuto nos modelos de 60 Hz usados no Brasil. Acoplado a ele, o alternador recebe essa rotação e devolve corrente alternada. Se o motor perde ritmo, a frequência oscila, e aparelhos sensíveis sentem a diferença na hora.

Quais são os principais tipos de geradores elétricos

A classificação mais comum dos geradores de energia leva em conta o combustível que move o motor.

Geradores a diesel, gasolina e a gás

Os geradores a diesel predominam em obras, indústrias e grandes eventos. Seus motores têm alta eficiência, consomem menos combustível por kWh gerado (o kWh é a unidade que mede a energia produzida), suportam muitas horas seguidas de operação e atendem potências acima de 1.000 kVA. Em contrapartida, fazem mais ruído e emitem mais poluentes, o que exige cabines acústicas e cuidado com a ventilação e a saída dos gases na instalação.

Os geradores a gasolina são menores e mais leves. Atendem bem demandas pontuais, como um food truck, uma ferramenta em local sem rede elétrica ou um sítio que ficou sem luz no fim de semana. Em uso prolongado, porém, o consumo de combustível é maior e o motor tende a durar menos.

Os geradores a gás, natural ou GLP, emitem menos poluentes que contribuem para a poluição do ar. Funcionam melhor onde há rede de gás canalizado ou em operações com metas ambientais definidas. A desvantagem está na logística, já que o combustível nem sempre chega com facilidade a qualquer endereço.

Geradores híbridos e outras alternativas

Os híbridos combinam um motor a combustão com baterias e, em alguns casos, painéis solares. Quando a demanda é baixa, as baterias sustentam a carga e o motor fica desligado ou trabalha em um ponto mais eficiente. O resultado é menos combustível queimado e menos ruído, algo valorizado em festivais e canteiros de obras em áreas urbanas. 

Há ainda outras alternativas. Os motores diesel podem funcionar com biodiesel, sem mudar o princípio de funcionamento do gerador. 

Já os sistemas solares com armazenamento e as estações portáteis de bateria funcionam de outra forma: o painel solar converte luz diretamente em eletricidade, e a bateria apenas guarda energia que foi produzida antes. Os híbridos são os que mais devem crescer nos próximos anos, sobretudo em eventos que precisam comprovar metas ESG.

Como escolher o gerador adequado

Escolher gerador lembra um pouco escolher carro: o mais potente nem sempre é o mais indicado. Três perguntas resolvem boa parte da dúvida.

Potência necessária e perfil de consumo

Comece somando a potência de tudo que vai ficar ligado ao mesmo tempo. Nosso guia sobre qual potência de gerador é ideal detalha o cálculo passo a passo. 

Motores elétricos, compressores e equipamentos de refrigeração exigem atenção extra, porque consomem várias vezes a potência nominal na partida. Um gerador subdimensionado desarma; um superdimensionado trabalha com carga baixa, gasta mais combustível e acumula resíduos no motor.

Autonomia e disponibilidade de combustível

Quantas horas o equipamento precisa rodar sem parar? Um tanque de diesel bem dimensionado chega a 24 horas de operação ou mais, enquanto modelos portáteis a gasolina pedem reabastecimento em poucas horas.

Também convém olhar para o entorno. Uma obra no interior do Pará encontra diesel com facilidade, mas dificilmente terá gás canalizado por perto.

Frequência de uso e necessidade de mobilidade

Para uso esporádico, como backup em quedas de energia, a locação costuma sair mais em conta do que a compra, já que dispensa manutenção e evita ter um equipamento parado gerando custo. Operações contínuas ou sazonais pedem uma análise mais cuidadosa.

A mobilidade completa a conta. Geradores sobre carretas ou em contêineres se deslocam com facilidade entre canteiros e eventos, enquanto modelos estacionários ficam fixos em hospitais e data centers. 

Lojas, restaurantes e escritórios costumam ficar no meio do caminho, e a Loxam – A Geradora oferece soluções em geradores para comércio e serviços pensadas para esse perfil. Entre em contato e fale com um de nossos especialistas.