Boom vertikaler Windräder: Werden Erwartungen erfüllt?

Vertikale Windräder sind gefragt

Das vertikale Windrad erfreut sich großer Beliebtheit. Vor allem private Interessenten und Besitzer von Einfamilienhäusern legen sich oft fest: Es soll eine vertikale Windturbine sein. Wie lässt sich dieser Hype erklären?

Das große Interesse an vertikalen Kleinwindanlagen verwundert viele Windenergie-Experten, da diese Bauform technisch und wirtschaftlich deutliche Nachteile gegenüber der klassischen Bauart d.h. Windturbinen mit horizontaler Rotorachse hat. Insbesondere Savonius-Rotoren lassen in Bezug auf die Effizienz zu wünschen übrig. Die effizienteren vertikalen Darrieus-Rotoren haben als Auftriebsläufer zwar einen höheren Wirkungsgrad. Aber bei einem objektiven Vergleich zentraler Anlagenparameter haben vertikale Windturbinen gegenüber Horizontalläufern das Nachsehen.  Die geringeren Wirkungsgrade haben einen negativen Einfluss auf Preise sowie Kosten der Stromproduktion.

Technische Besonderheiten vertikaler Windturbinen

Ein aerodynamischer Nachteil vertikaler Windräder liegt darin begründet, dass sich ein Teil des Rotors gegen den Wind bewegen muss. Bei horizontalen Windrädern ist die Belastung der Rotorblätter gleichmäßiger. Vertikalrotoren sind durch häufige Lastwechsel und stärkere Materialermüdung gekennzeichnet. Dynamische Belastungen und Schwingungen stellen auch höhere Anforderungen an den Masten. Vertikale Windkraftanlagen sind deshalb hinsichtlich der Aufstellungshöhe beschränkt. Ein Nachteil von Darrieus-Rotoren ist, dass sie schwer alleine anlaufen können. Problematisch ist auch die Leistungsregulierung. Während bei zu starkem Wind ein horizontales Windrad aus dem Wind gedreht werden kann, ist das bei Vertikal-Turbinen nicht möglich.

Von links nach rechts: 1. Vertikaler Savonius-Rotor, 2. horizontale Windkraftanlage,
3. Vertikaler Darrieus-H-Rotor.
(Quelle: By Ssgxnh (Own work), via Wikimedia Commons)

 

In folgendem Artikel wird detaillierter auf die Nachteile und Vorteile horizontaler und vertikaler Windkraftanlagen eingegangen.

Warum der Hype auf vertikale Windgeneratoren?

Vor allem private Besitzer von Einfamilienhäusern wollen als Ergänzung zur Solaranlage eine Kleinwindanlage kaufen, so dass auch in Herbst und Winter generativer Strom erzeugt werden kann. Bei vielen steht die Installation auf dem Dach im Vordergrund. Besonders häufig legen sich Verbraucher in diesem Zusammenhang auf vertikale Kleinwindanlagen fest.

Vertikale Windturbinen im windarmen Wohngebiet
Vertikale Windturbinen im windarmen Wohngebiet: Es gibt bessere Standorte

Ein häufig anzutreffendes Verkaufsargument für vertikale Windturbinen ist deren bessere Eignung für Wohngebiete und Standorte in der Stadt. Zum einen weil das vertikale Windrad leiser ist und es besser mit turbulenten Windverhältnissen zurechtkommt. Doch viele Standorte innerhalb von Siedlungsgebieten sind schlichtweg für Kleinwindkraftanlagen nicht geeignet, weil eine freie und gleichmäßige Anströmung des Windes nicht vorhanden ist. Niedrige Windgeschwindigkeiten und hohe Turbulenzen führen bei allen Windanlagen zu geringen Erträgen. Gerade private Hausbesitzer vernachlässigen offensichtlich die Themen Standorteignung und Windmessung.

Akzeptanz-Bonus durch futuristisches Design
Vertikale Windgeneratoren sind durch ein besonderes Design gekennzeichnet, viele am Markt angebotene Modelle sehen richtig gut aus und wirken futuristisch. Vor allem im Rahmen der Genehmigung eines Windrads im Dialog mit Nachbarn und Bauamt kann man mit einem vertikalen Windgenerator besser fahren. Vertikalläufer genießen bei einigen Menschen aufgrund ihres Designs eine höhere Akzeptanz. Angebliche negative Eigenschaften von Windrädern werden eher mit horizontalen Windturbinen in Verbindung gebracht. Dies lässt sich durch die Präsenz von Multimegawattanlagen im Landschaftsbild erklären, die allesamt horizontale Windturbinen sind. Doch gute horizontale Kleinwindanlagen schneiden bei Schall und Schattenwurf nicht unbedingt schlechter ab als vertikale Windräder und produzieren oft wesentlich mehr Strom.

Der Akzeptanz-Bonus vertikaler Windturbinen führt teilweise zu skurrilen Thesen wie die, dass Vögel und Fledermäuse deutlich weniger durch Vertikalläufer gefährdet seien. Prinzipiell konnte eine starke Gefährdung von Vögeln und Fledermäuse durch Kleinwindanlagen egal welcher Bauart wissenschaftlich nicht belegt werden.

Marketingphrasen werden unkritisch übernommen
Unter den Anbietern kleiner Windräder gibt es viele gute und seriöse Firmen, die die Kunden ehrlich beraten. Allerdings stammen bei den schwarzen Schafen unter den Herstellern und Anbietern überdurchschnittlich viele aus dem Vertikalbereich. Unrealistische Angaben vor allem in Bezug auf Ertragspotenziale und Leistungsdaten werden oft nicht nur von Verbrauchern, sondern auch von Presse und Fernsehen unkritisch übernommen.
Beispiel: Ein Anbieter von Savonius-Rotoren behauptet, dass seine Windräder mindestens 50 % mehr Energie erzeugen als die traditionelle (d.h. horizontale) Bauart. Ein Witz aufgrund der geringen Wirkungsgrade von Savonius-Rotoren. Gerne prahlen solche Anbieter mit technischen Weltneuheiten und einzigartigen Innovationen – der Verbraucher sollte hier eine gesunde Skepsis an den Tag legen.

Wann ist ein Vertikal-Windrad empfehlenswert?

Vor allem wenn das Miniwindrad für Imagezwecke als Werbeträger zu Geltung kommen soll, sind vertikale Windräder eine Option. Wer dagegen möglichst ertragsstarke und zuverlässige Windkrafttechnik sucht, dem sei ans Herz gelegt: Keine Scheu vor horizontalen Kleinwindkraftanlagen. Schauen Sie sich eine Anlage im Live-Betrieb an. Sie sind leise, optisch im Landschaftsbild kaum wahrnehmbar und erheblich ertragsstärker als andere Bauformen. Im Kleinwind-Marktreport werden marktreife und erprobte Kleinwindanlagen vorgestellt. Viele Betreiber mit einem windstarken Standort wollen ihren kleinen Horizontalläufer nicht mehr missen.