Kleinwindkraftanlagen funktionieren im Prinzip auf die gleiche Weise wie große Windräder in On- und Offshore-Windparks – nur in deutlich kleineren Dimensionen. Wer sich eine Kleinwindanlage installieren möchte, sollte sich neben der Anströmung und einer ausreichenden Windstärke auch Gedanken über die Lärmbelästigung machen. Kleinwindkraftanlagen können nämlich sehr laut werden, was unter Umständen die Nachbarn stört.
Was ist eine Kleinwindkraftanlage?
Eine Kleinwindkraftanlage, auch bekannt als Windgenerator, Kleinwindenergieanlage oder schlichtweg Kleinwindanlage, ist eine Anlage zur Erzeugung von elektrischer Energie aus Wind. Im Gegensatz zu großen Windparks, die meist im Megawatt-Bereich arbeiten, sind Kleinwindanlagen für den Einsatz in kleinerem Maßstab konzipiert und eignen sich deswegen theoretisch auch für den privaten Gebrauch, wobei der Betrieb für Haushalte in der Praxis laut Verbraucherzentrale meist aber nicht rentabel ist.
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Kleinwindkraftanlage: Funktionsweise
In ihrer Funktionsweise unterscheiden sich Kleinwindkraftanlagen nicht nennenswert von größeren Windrädern. Sie bestehen in der Regel aus einem Rotor mit mehreren Rotorblättern, einer Nabe, einem Generator und einem Steuerungssystem. Wenn der Wind auf die Rotorblätter trifft, wird hierdurch Rotationsenergie erzeugt, die über eine Antriebswelle zum Generator geleitet wird. Dieser wandelt die mechanische Energie dann in elektrische Energie um, welche entweder direkt genutzt, in Batterien gespeichert oder ins Stromnetz eingespeist werden kann.
Es gibt verschiedene Arten von Kleinwindanlagen, die sich in ihrer Bauweise und Leistung unterscheiden, wobei im Allgemeinen zwischen horizontalen und vertikalen Kleinwindkraftanlagen unterschieden wird. Die meisten Kleinwindanlagen drehen sich um eine horizontale Achse – sie besitzen klassisch drei Rotorblätter und haben deswegen große Ähnlichkeit mit größeren Windrädern in Windparks. Horizontale Kleinwindenergieanlagen haben einen hohen Wirkungsgrad, müssen jedoch auch stets nach dem Wind ausgerichtet werden. Das gilt nicht für vertikale Kleinwindkraftanlagen, welche dafür allerdings einen geringeren Wirkungsgrad aufweisen. Auf optischer Ebene lassen sich die etwas futuristisch anmutenden Anlagen zudem leicht von herkömmlichen Windrädern abgrenzen.
Differenzierung und Installation von Kleinwindanlagen
Die Grenze zwischen Kleinwindkraftanlage und größerem Windrad ist fließend und nicht einheitlich definiert, wobei Kleinwindanlagen in der Regel durch eine maximale Gesamthöhe von 50 Metern gekennzeichnet sind. Als maximale Leistung gilt vielerorts 100 Kilowatt (kW) als Richtwert. Dabei wird laut Bundesverband für Windenergie folgende Unterscheidung vorgenommen:
- Mikrowindenergieanlage (max. 5 kW)
- Miniwindenergieanlage (5-30 kW)
- Mittelwindenergieanlage (30-100 kW)
Ungeachtet der Maximalleistung müssen Interessierte erst sicherstellen, dass das Grundstück überhaupt für eine Kleinwindanlage geeignet ist. Relevant sind etwa folgende Aspekte:
- Windstärke: Ohne ausreichenden Wind ist keine nennenswerte Energieerzeugung möglich. Im Allgemeinen sind küstennahe Regionen windstärker als Gebiete im Binnenland, vorteilhaft ist zudem eine exponierte Lage mit umliegendem Flachland, beispielsweise auf einem Hügel. Eine pauschale minimale Windgeschwindigkeit gibt es nicht, ein Schwellenwert von ca. 4 m/s sollte in der Regel aber nicht unterschritten werden. Ob das Gelände tatsächlich geeignet ist, kann nur durch entsprechende Messungen ermittelt werden. Das geht etwa mit einem Windsensor, der idealerweise in derselben Höhe wie die späteren Rotoren platziert werden sollte. Die Aufgabe kann aber auch von professionellen Dienstleistern übernommen werden.
- Anströmung: Eine Kleinwindanlage benötigt eine möglichst freie Anströmung aus Hauptwindrichtung. Hinderlich sind dabei Barrieren wie Bäume, Hecken und umstehende Gebäude. Mit einer großen Masthöhe lässt sich die Anströmung optimieren.
- Nachbarn: Kleinwindkraftanlagen können mit einer erheblichen Geräuschbelastung einhergehen, weswegen eine Absprache mit den direkten Nachbarn unabdingbar ist. Ohnehin muss ein Mindestabstand eingehalten werden – der genaue Wert variiert je nach Bauamt, aber beträgt in der üblicherweise mindestens 50 Prozent der Anlagenhöhe.
Eine formale Genehmigung ist bei Kleinwindanlagen mit einer Gesamthöhe von mehr als 10 Metern in den meisten Bundesländern obligatorisch, da das Windrad dann als Bauwerk zählt. Es steht den Eigentümern normalerweise frei, ob sie dieses im Garten oder auf dem Dach platzieren – eine Montage auf dem Dach ist trotz der größeren effektiven Masthöhe aber zumeist nicht empfehlenswert. Oftmals ist eine Anbringung auf dem Dach aus statischen Gründen unmöglich, hinzu kommen Verwirbelungen durch den Gebäudekörper, die den ankommenden Wind verringern. Bisweilen können sich die Vibrationen des Rotors auch auf den Gebäudekörper übertragen, was zu einer unzumutbaren Lärmbelastung führt. Auf einem Hausdach können stattdessen Solaranlagen angebracht werden.
So viel kostet eine Kleinwindanlage
Die Kosten für eine Kleinwindkraftanlage belaufen sich im Regelfall auf mindestens 3.000 Euro pro Kilowatt Nennleistung, was in der Praxis eine niedrige fünfstellige Summe bedeutet. Interessierte sollten hierbei zudem beachten, dass die vom Hersteller angegebene Nennleistung eher wenig Aussagekraft besitzt, da sie nicht unter den Geländebedingungen vor Ort ermittelt wurde. Die Einspeisevergütung für Windkraftanlagen liegt normalerweise zwischen 5 und 10 Cent pro kWh, wobei die genaue Vergütung allerdings von Anlagengröße, Standort und Vermarktung abhängt.
In der Praxis rentiert sich eine Kleinwindkraftanlage für Privathaushalte daher nur sehr selten, eine Verwendung lohnt sich eher für Unternehmen und landwirtschaftliche Betriebe.
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