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Was ist der Vorteil von Kleinwindkraftanlagen?

Kleinwindkraftanlagen produzieren vor allem Strom im Herbst und Winter. Es ist die strategische Rolle der Kleinwindkraft in unserer Klimaregion: Ergänzung der Photovoltaik in sonnenschwachen Jahreszeiten. Gleichzeitig zweite Energiequelle für den Stromspeicher, damit dieser auch im Winter gut geladen wird.

Entsprechend ist die Kleinwindanlage auch bester Partner der Wärmepumpe, da die Heizperiode der windstarken Jahreszeit entspricht.

Die Formel für maximale Autarkie ist folgende Kombination:
Photovoltaik + Kleinwindrad + Stromspeicher.

Wie viel Ertrag liefert eine Kleinwindkraftanlage?

Der Stromertrag einer Windkraftanlage hängt vor allem von zwei Faktoren ab: der langfristigen Windstärke in Rotorhöhe (mittlere Jahreswindgeschwindigkeit) und der Größe des Rotors.

Aber halt, was ist mit der Nennleistung des Generators? Natürlich bestimmt auch die Nennleistung, wieviel Strom eine Windturbine produzieren kann. Für die Erträge ist aber vor allem die Rotorgröße und weniger die Leistung des Generators maßgeblich. Je größer der Rotor, desto mehr Windenergie wird geerntet.

Manche Hersteller bieten für einen Windgenerator zwei verschiedene Rotoren an. Der größere Rotor sorgt dafür, dass auch in Gebieten mit mäßigem Windpotenzial genug Energie an den Generator übertragen wird.

Eine Mikrowindanlage mit einem Rotordurchmesser von einem Meter und einer Leistung von 100 Watt kann je nach Windangebot am Standort pro Jahr zwischen 100 und 300 Kilowattstunden Strom erzeugen. Solche Mikro-Windanlagen findet man z.B. auf Segelschiffen.

Wie viel Strom erzeugt eine private Kleinwindkraftanlage?
Eine typische Nennleistung beträgt 5 Kilowatt. An einem Standort mit ordentlichem Windpotential könnte so eine Anlage jährlich 5.000 Kilowattstunden Strom generieren. Vorsicht, an einem windschwachen Standort wären die Erträge viel geringer.

Eine Kleinwindkraftanlage für das Großgewerbe oder die Industrie mit einer Nennleistung von 250 Kilowatt und einem Rotordurchmesser von 29 Meter kann pro Jahr über 300.000 kWh Strom erzeugen.

Fazit: bei Kleinwindanlagen gibt es eine sehr große Bandbreite! Vom Mini-Batterielader bis hin zu industriellen Stromerzeugern.

Mit welchen Kosten muss man für eine Kleinwindkraftanlage rechnen?

Wir reden hier ausschließlich von Windturbinen mit hoher Qualität, denn nur diese machen langfristig Sinn und sind sturmsicher. Die einfache Mini-Windanlage aus dem Elektronikshop für 200 Euro wird dich nicht weiterbringen, wenn es dir um ernsthafte Stromerzeugung geht.

Die Investition für eine Kleinwindkraftanlage liegt bei rund 6.000 Euro pro Kilowatt installierter Leistung. Die Spanne bewegt sich zwischen 3.000 und 12.000 Euro.

Was kostet demnach ein 5 kW Windrad?
Ausgehend vom Durchschnittswert von 6.000 Euro pro Kilowatt Leistung kostet ein kleines Windrad mit 5 Kilowatt Leistung schlüsselfertig 30.000 Euro. Inklusive Mast und Fundament.

Wie man sieht, sind die Preise für Kleinwindräder deutlich höher als für Photovoltaikanlagen. Aufgrund der Massenfertigung sind die Preise für Solaranlagen in den letzten Jahren stark gesunken. Die Serienfertigung kleiner Windkraftanlagen bietet diese Potenziale der Kostensenkung nicht.

Weiterführende Informationen:
Preise für Kleinwindturbinen >> hier weiterlesen

Lohnen sich Kleinwindkraftanlagen?

Zunächst muss man klarstellen: Wann lohnt sich eine Kleinwindanlage?
Eine Kleinwindanlage lohnt sich, wenn man mit der Anlage Strom günstiger produziert als man ihn vom Energieversorger kauft. Dann spart man Stromkosten.

Ein Beispiel: der eigene Strompreis beträgt auf Basis der Stromrechnung 30 Cent pro Kilowattstunde (kWh). Mit der kleinen Windanlage kann man Strom zu 25 Cent pro kWh erzeugen. Mit der Windkraftanlage kann man demnach günstiger Strom erzeugen als man ihn vom öffentlichen Stromnetz kauft.

So viel zur Theorie, aber wie sieht die Praxis aus?

Generell gilt: entscheidend ist ein windstarker Standort. Nur dann ist die Stromerzeugung hoch genug, damit die Kosten des Windstroms konkurrenzfähig sein können.

Für private Haushalte bzw. Eigenheimbesitzer gilt: Eine Kleinwindkraftanlage kann oft nicht wirtschaftlich betrieben werden, weil am Standort zu wenig Wind ist. Der durch die Windanlage erzeugte Strom ist dann (sehr viel) höher als der Preis des Netzstroms. Ausnahmen bestätigen die Regel: Beispielsweise ein Haus in freier, windstarker Lage.

Deutlich bessere Voraussetzungen haben oft Unternehmen, Gewerbe- und Industriebetriebe. Unter anderem weil Gewerbe und Industriegebiete in Randlage deutlich mehr Wind haben als Wohngebiete. Ebenso Landwirte in Einzellage.

Kleinwindkraftanlagen lohnen sich nur dann, wenn der Eigenverbrauch des Windstroms möglichst hoch ist. Denn die Vergütung (Einspeisetarif) für eine Mini-Windkraftanlage ist sehr niedrig. Für die Einspeisung ins öffentliche Netz bekommt man weniger als acht Cent pro kWh.

Weiterführende Informationen:
Kosten kleiner Windturbinen und Wirtschaftlichkeit >> hier weiterlesen

Kriterien für die Auswahl guter Kleinwindanlagen

Der Markt für Kleinwindkraftanlagen ist schwierig, für den Laien kaum durchschaubar. Es gibt sehr viele Anbieter und noch mehr Windgeneratoren, aber längst nicht alle sind empfehlenswert. Unseriöse Werbeversprechen so mancher Anbieter und Hersteller sind keine Seltenheit.

Bei Kleinwindkraftanlagen ist eine hohe Qualität unverzichtbar! Denn der Wind kann pro Fläche extreme Kraft ausüben. Aufgrund beweglicher Teile (Rotor und Generator) und einer hohen mechanischen Belastung wird nur eine hochwertige Kleinwindanlage viele Jahre Betriebszeit ohne große Ausfälle und Reparaturen überstehen. Verlässliche Sicherheitssysteme und Sturmsicherung sind unverzichtbar.

Woran erkenne ich eine gute Kleinwindkraftanlage?
Das zentrale Merkmal: Zur Kleinwindanlage gibt es unabhängige Referenzen, dass sie draußen im freien Wind zuverlässig funktioniert! Das muss keine vollständige Zertifizierung sein (IEC 61400-2). Es können unabhängige Tests sein, beispielsweise auf einem Testfeld für kleine Windturbinen. Auch positive Erfahrungen von Betreibern helfen weiter.

Weiterführende Informationen:
Leitfaden für den Kauf einer Kleinwindanlage >> hier weiterlesen
Test von Kleinwindanlagen >> hier weiterlesen

Wo finde ich empfehlenswerte Hersteller kleiner Windräder?

Den Markt für kleine Windanlagen beobachte ich jetzt seit über 10 Jahren. Die Erfahrung hat gezeigt: Wer mit einer Anlage ernsthaft Strom erzeugen will, das heißt zuverlässig über einen längeren Zeitraum, der muss auf marktreife Technik setzen. Billigangebote erfüllen diesen Zweck nicht. Empfehlenswerte Kleinwindräder mit hoher Qualität haben ihren Preis.

Weiterführende Informationen:
Empfehlenswerte Hersteller aus Deutschland >> hier weiterlesen
Kleinwind-Marktreport: umfassender Marktbericht zu empfehlenswerten Herstellern und Anlagen
>> hier weiterlesen

Welche Arten von Kleinwindkraftanlagen gibt es?

Bei Kleinwindkraftanlagen unterscheidet man zwischen horizontalen und vertikalen Windkraftanlagen. Entsprechend der Lage der Rotorachse. Die folgende Grafik verdeutlicht die Unterschiede.

Stand der Technik sind eindeutig horizontale Windkraftanlagen. Deshalb haben alle Megawatt-Windkraftanlagen in Windparks eine horizontale Rotorachse. Wenn man Windstrom zu möglichst geringen Kosten mit einer zuverlässigen und markterprobten Technik erzeugen will, dann kommt man an horizontalen Kleinwindanlagen nicht vorbei.

Der aerodynamische Nachteil vertikaler Windanlagen: Eine Hälfte der Rotorfläche bewegt sich gegen den Wind. Die Bewegung des Rotors gegen den Wind führt zum einen zu einer Begrenzung der Drehzahl. Zum anderen entstehen ausgeprägte Schwingungen und Resonanzen.

Es gibt weitere Kriterien, nach denen man verschieden Arten von Kleinwindanlagen unterscheiden kann. Dazu zählen Auftriebsläufer und Widerstandsläufer. Moderne Anlagen sind Auftriebsläufer. An den schräg stehenden Flügeln der Windanlage wirken Auftriebskräfte, die für eine Rotationsgeschwindigkeit sorgen, die deutlich höher als die herrschende Windgeschwindigkeit sein können. Das erhöht den Wirkungsgrad der Windkraftanlagen. Widerstandsläufer dagegen werden lediglich vom Winddruck angetrieben. Der Rotor kann sich maximal so schnell drehen wie die herrschende Windgeschwindigkeit. Unter den vertikalen Windkraftanlagen sind die Savonius-Rotoren ein Beispiel für Widerstandsläufer.

Weiterführende Informationen:
Horizontale Kleinwindkraftanlagen: >> hier weiterlesen
Vertikale Kleinwindkraftanlagen: >> hier weiterlesen

Neben dem Haus oder auf dem Dach montieren?

Die Praxis hat gezeigt: ein kleine Windturbine auf dem Dach montiert ist in den meisten Fällen nicht erfolgreich. Hauptursache sind die oft schwierigen Windbedingungen auf Dächern. Insbesondere bei kleinen privaten Anlagen werden zu kurze Masten kleiner als 2 Meter Länge genommen. Der Rotor befindet sich dann zu nahe am Dach innerhalb der Windturbulenzen.

Auch ein Windrad auf dem Balkon ist aus gleichem Grund keine gute Idee.

Eine Kleinwindkraftanlage sollte möglichst auf einem ebenerdigen Mast neben dem Gebäude installiert werden. An einer Stelle im Garten oder Betriebsgelände, die möglichst frei aus Hauptwindrichtung vom Wind erreicht wird.

Weiterführende Informationen:
Private Windkraftanlage fürs Eigenheim >> hier weiterlesen
Windanlage auf dem Dach eines Einfamilienhauses >> hier weiterlesen
Kleines Windrad im Garten >> hier weiterlesen
Stecker-Windkraftanlagen für den Balkon >> hier weiterlesen

Was ist die Voraussetzung für eine Kleinwindkraftanlage im Garten oder Betriebsgelände?

Ein windstarker Standort!

Es ist der mit Abstand häufigste Fehler: das Windpotential vor Ort wird nicht geprüft.

Die Installation einer Kleinwindanlage an einem windschwachen Standort führt zu einer Fehlinvestition. Zu wenig Wind bedeutet zu wenig Strom, so dass die Kilowattstunde Strom in Relation zur Investition viel zu teuer wird.

Und wie finde ich heraus, ob mein Grundstück bzw. Betriebsgelände für eine Kleinwindkraftanlage geeignet ist? In einem umfassenden Ratgeber-Artikel habe ich erläutert, was einen windstarken Standort ausmacht. >> hier weiterlesen.

Sind Kleinwindanlagen genehmigungspflichtig?

Als Bauwerke sind kleine Windkraftanlagen im Prinzip genehmigungspflichtig, man benötigt eine Baugenehmigung. Aber es gibt Ausnahmen. Entscheidend ist die Gesamthöhe der Anlage.

Wie groß darf ein Windrad ohne Genehmigung sein? Sehr niedrige Anlagen mit einer Höhe unter 10 Meter beziehungsweise 15 Meter (je nach Bundesland) können auch ohne Genehmigung aufgestellt werden.

Neben der Gesamthöhe der Anlage ist der Gebietstyp des Standorts ein wesentliches Kriterium für die baurechtliche Einordnung. Gebietstypen heißt: Wohngebiet, Gewerbegebiet, Industriegebiet, Außenbereich (außerhalb der bebauten Gebiete) etc.

Baurechtlich gesehen dürfen kleine Windräder in Deutschland eine maximale Gesamthöhe von 50 Metern haben. Zum Vergleich: Megawatt-Anlagen in Windparks haben mittlerweile eine Gesamthöhe von weit über 200 Metern erreicht.

Kleinwindanlagen dürfen auf das eigene Grundstück oder Firmengelände gestellt werden für die eigene Stromversorgung (dezentrale Objektversorgung). Große Anlagen in Windparks dürfen dagegen nur auf ausgewiesene Flächen außerhalb der Siedlungsgebiete installiert werden.

Weiterführende Informationen:
Umfassender Fachbeitrag zur Genehmigung von Kleinwindanlagen. Inklusive aller Regeln für die einzelnen Bundesländer >> hier weiterlesen

Werden Kleinwindanlagen gefördert?

Üppige Förderungen wie es sie für Photovoltaikanlagen oder Wärmepumpen gibt beziehungsweise gegeben hat sucht man bei Kleinwindanlagen vergeblich. Das gilt für Einspeisetarife genauso wie für Zuschüsse. Der Einspeisetarif für Kleinwindkraftanlagen lag schon immer unter 9 Cent pro kWh.

Eine Ausnahme gilt für Landwirte und den Gartenbau im Rahmen eines Förderprogramms des BLE im Bereich Klimaschutz.

Für die Realisierung einer Kleinwindkraftanlage kann man das KfW-Programm 270
„Erneuerbare Energien – Standard“ in Anspruch nehmen. Es handelt sich um einen zinsgünstigen Kredit. Der Kredit wird über die Hausbank beantragt. Privatpersonen als Antragsteller müssen einen Teil des Windstroms ins öffentliche Netz einspeisen. Für gewerbliche Anlagenbetreiber gilt diese Vorgabe nicht.

Fazit: Wann sind kleine Windräder sinnvoll?

Ein entscheidender Punkt ist, wo die Windturbine zum Einsatz kommt. Mit Verbindung zum öffentlichen Netz oder nicht? Wichtig ist demnach die Unterscheidung zwischen
a) netzgekoppelten Standorten: Anschluss an das öffentliche Stromnetz vorhanden, und
b) netzfernen Standorten: kein Anschluss an das Stromnetz (Inselanlagen).

Netzgekoppelte Standorte:

Die meisten Häuser in Deutschland, Österreich und der Schweiz sind mit dem öffentlichen Stromnetz verbunden. An solchen Standorten muss man sich fragen, ob man mit dem eigenen Windrad günstiger Strom erzeugen kann, als man ihn aus dem Netz kauft.

An netzgekoppelten Standorten sind kleine Windräder vor allem sinnvoll für Unternehmen (Gewerbebetriebe, Industrie etc.). In windstarker Lage kann mit der eigenen Windturbine wirtschaftlich Strom produziert werden.

Denn bei gewerblichen Betreibern kommen Anlagen mit einer Leistung zwischen 10 und 250 Kilowatt mit einer Gesamthöhe zwischen 25 und 50 Meter zum Einsatz. Aufgrund der höheren Masten befinden sich die Rotoren im stärkeren Wind. Ferner greifen Skaleneffekte: Je größer die Windanlage, desto niedriger tendenziell die spezifischen Investitionskosten und in der Folge auch die Kosten des Windstroms.

Die Voraussetzungen bei einer privaten Windanlage sind meist schwieriger: die in der Regel niedrigen Anlagen mit einer Gesamthöhe unter 10 Meter an oft windschwachen Standorten bringen zu wenig Ertrag. Keine gute Idee: das Mini-Windrad mitten im Wohngebiet, egal ob auch dem Dach oder neben dem Haus. Aber auf dem Land in freier Lage kann auch ein privates Windrad zum Erfolg werden.

Netzferne Standorte (Inselanlagen):

An abgelegenen Standorten abseits des öffentlichen Stromnetzes können kleine Windräder generell eine sinnvolle Stromquelle sein. In der Regel in Kombination mit Photovoltaik und Batterie. Solche PV-Kleinwind-Hybridsysteme treten dann in Konkurrenz beispielsweise zu Diesel-Generatoren.