Autarke Energieversorgung - Kleine Windanlage und Solaranlage

Autarke Energieversorgung: Haus in Mittelfranken nutzt Wind und Sonne

Kleinwindanlage Braun ANTARIS_klein

Ein aktuelles Energieprojekt aus Bayern steht beispielhaft für die Energiewende durch das Engagement eines Bürgers. Neben Solaranlagen und Elektroauto kommt eine Kleinwindkraftanlage für die Erzeugung von Strom und Wärme zum Einsatz. Neben der Entschlossenheit des Betreibers war die Unterstützung des Bürgermeisters vor Ort maßgeblich für die erfolgreiche Realisierung.

Energiewende von unten mit Wind und Sonne

Energiewende von unten bedeutet: Eigenversorgung mit Erneuerbaren Energien für private und gewerbliche Gebäude. Das Paradigma heißt nicht mehr Einspeisung und Vergütung mit Rendite, sondern unabhängige Energieversorgung mit den eigenen Ökokraftwerken vor Ort. Das Vorzeigeprojekt zeigt, dass es in Deutschland auch im Mittelgebirge windstarke Lagen gibt, die den Einsatz einer Kleinwindkraftanlage ermöglichen.

Für die Erfolgschancen solcher Investitionen durch die Bürger ist die Offenheit der Gemeinde und der Behörden vor Ort von großer Bedeutung. Nur wenn Bürger und Gemeinden Hand in Hand gehen, kann die Energiewende von unten gelingen.

Standort: Ehemaliger Hof in Höhenlage in Mittelfranken

Klein-Windenergieanlagen in Franken - Bayern

Ein guter Standort: Weiter Blick und freie Anströmung des Windes (Foto: Thorsten Hess)

Der vormals landwirtschaftlich genutzte Hof befindet sich in Dinkelsbühl-Esbach, einer kleinen Siedlung im Landkreis Ansbach in Mittelfranken. Der Hof umfasst mehrere Gebäude, darunter Wohnhaus, Büro und Stallanlagen. Das Grundstück befindet sich in einer Höhenlage, umgeben von leicht ansteigendem Gelände in fast 500 Meter über dem Meeresspiegel. Nördlich von der Hofanlage befindet sich in 60 m Entfernung die kleine Windkraftanlage. In südwestlicher Richtung, gleichbedeutend mit der Hauptwindrichtung, liegen zwar weitere Häuser des Dorfes. Aufgrund der exponierten Lage der Windanlage halten diese allerdings den Wind nicht auf. Nach Aussage des Besitzers weht oft ein rauer und kalter Wind, was sich auch im Heizenergiebedarf bemerkbar macht.

Die Hofgebäude werden privat und geschäftlich genutzt. Der Besitzer leitet dort eine Geschäftsstelle der Deutschen Vermögensberatung. Der monatliche Stromverbrauch von rund 1.000 Kilowattstunden resultiert auch aus dem Bedarf der privat genutzten Pferdeställe.

Kleinwindanlage Antaris 4.5 von Braun Windturbinen

Zum Einsatz kommt eine Kleinwindkraftanlage der Modellreihe Antaris 4.5 von Braun Windturbinen mit einer Leistung von 4,5 kW und einem Rotordurchmesser von 5,3 m. Die Installation erfolgte Mitte Dezember 2014 auf einem 24 m hohen Mast. Die Antaris-Kleinwindanlagen wurden aufgrund der hohen Produktqualität in den Kleinwind-Marktreport aufgenommen. Das Kleinwindrad wird nicht nur für die autarke Stromversorgung, sondern auch für den Heizbetrieb eingesetzt. Die windstarke Jahreszeit entspricht schließlich der Heizperiode. Überschüssiger Strom wird in eine Heizpatrone im Pufferspeicher geleitet. Für die Antaris Windturbinen werden komplette Heiz-Sets bestehend aus Komponenten und Regelelektronik angeboten.

Strom und Heizen mit Windrad

Systemregelung: Strom und Wärme durch das Kleinwindrad (Grafik: Braun Windturbinen)

Als Wechselrichter kommt ein Smart!wind des deutschen Herstellers Smart Power Electronics zum Einsatz. Neben der Stromwandlung und Netzkopplung übernimmt das Gerät diverse Steuerungs- und Schutzfunktionen. Wechselrichter und Windgeneratoren sind mit Hilfe einer flexiblen Programmierung optimal aufeinander abgestimmt.

Aufgrund der kleinen Maße von Mast und Rotor ist die Anlage in der Landschaft kaum sichtbar. Eine Amortisation des Windrads erwartet der Betreiber in rund 14 Jahren.

Systemtechnik und Regelung: Windstrom wird komplett selbst genutzt

Wechselrichter und Bremswiderstände

Wechselrichter und Bremswiderstände (Foto: Braun Windturbinen)

Neben der Kleinwindkraftanlage kommen für die Energieversorgung eine PV-Anlage mit rund 7 kW Leistung, eine Solarthermie-Anlage und eine Sonnenbatterie zum Einsatz. Für die Wärme sorgt eine Ölheizung und Kaminholz, die Wärmespeicherung erfolgt durch zwei Pufferspeicher mit je 1.000 Liter. Auch ein Elektroauto trägt dazu bei, den Eigenverbrauch des selbst produzierten Grünstroms zu maximieren.

Eine intelligente Regelung sorgt unter anderem dafür, dass 100% des Windstroms der Braun Antaris vor Ort verbraucht wird. Überschüssiger Strom der Windanlage, der in den Gebäuden nicht benötigt wird, wird in die Heizstäbe des Pufferspeichers geleitet. Die Heizleistung der Windanlage reichte nach Aussage des Betreibers bislang aus, die Temperatur der Warmwasserspeicher konstant zu halten. Seit Mitte Dezember d.h. in rund 2 Monaten hat die Kleinwindanlage ca. 900 kWh Strom erzeugt. Die Batterie nimmt Windstrom auf, wenn bei böigem Wind eine unregelmäßige Netzsynchronisation des Windgenerators gegeben ist. Der Windstrom kann so effizienter genutzt werden.

Eine Einspeisung des Windstroms findet nicht statt, bei 8,5 Cent pro kWh wäre das nicht wirtschaftlich. Überschüssiger Solarstrom wird dagegen eingespeist, bei einem Tarif von 22 Cent pro kWh ist das deutlich lukrativer.

Genehmigung

Die Baugenehmigung der Mitte Dezember 2014 installierten Kleinwindanlage hat 9 Monate gedauert. Diese Zeitspanne ist kein Einzelfall, da in vielen Bauämtern und Fachbehörden keine Erfahrungen mit Miniwindanlagen für die Selbstversorgung vorliegen. Erst nach zahlreichen Konsultationen im Landratsamt, darunter mit der Naturschutzbehörde, wurde grünes Licht gegeben. Tatkräftig unterstützt wurde das Projekt vom Bürgermeister der Kreisstadt Dinkelsbühl, der in dem Bürgerprojekt eine Chance für die lokale Energieversorgung gesehen hat.