Die 4 wichtigsten Erfolgsfaktoren für Kleinwindkraftanlagen

Die vier wichtigsten Erfolgsfaktoren für Kleinwindkraftanlagen mit Praxisbeispielen

Wer Pläne zur Aufstellung einer Kleinwindanlage schmiedet, sollte vorab die wichtigsten Kriterien prüfen. Es gilt möglichst effizient festzustellen, ob eine Installation überhaupt sinnvoll und machbar ist. Auch beim Kauf der Windturbine lauern Fehler. Anhand von Praxisbeispielen werden wichtige Zusammenhänge erläutert. Beachten Sie bitte, dass die Praxisbeispiele realistische Zahlen umfassen, aber nicht pauschal auf alle Standorte und das individuelle Kleinwind-Projekt 1:1 übertragen werden können.

Die vier wichtigsten Erfolgsfaktoren auf einen Blick:

  1. Windenergie in Rotorhöhe
  2. Eigenverbrauch des Stroms
  3. Bauamt und Nachbarn frühzeitig kontaktieren
  4. Erprobte Windkraftanlagen mit Vor-Ort-Service

1. Windenergie in Rotorhöhe

Freie Lage mit viel Windenergie

Freie Lage mit viel Windenergie in Rheinland-Pfalz (Foto: Braun Antaris)

Der zentrale Parameter eines jeden Windkraftprojektes ist die mittlere Jahreswindgeschwindigkeit in Meter pro Sekunde. Von der Windstärke hängen die jährliche Stromproduktion und damit Einnahmen und Wirtschaftlichkeit ab. Während bei der Solarenergie ein Anstieg der Strahlungsstärke zu einem eher gleichmäßigen Zuwachs der Stromerträge führt, steigen bei zunehmender Windstärke die Erträge überproportional an. Als Richtwert für ausreichende Windverhältnisse kann eine mittlere Jahreswindgeschwindigkeit von ca. 4 m/s herangezogen werden. Die mittlere Jahreswindgeschwindigkeit des eigenen Grundstücks kann über eine Windmessung ermittelt werden.

Praxisbeispiel: Windgeschwindigkeit und Stromproduktion

Mit dem Kleinwindanlagen-Rechner kann man die Zusammenhänge zwischen Windgeschwindigkeit und Stromproduktion in Erfahrung bringen. Als Daumenregel kann man einen guten Standort im Binnenland mit rund 4 m/s und an der Küste mit rund 5 m/s mittlerer Jahreswindgeschwindigkeit ansetzen.

Beispielhafte Werte im Überblick:

  • Kleinwindanlage mit 5 kW Nennleistung
  • Bei 4 m/s mittlerer Jahreswindgeschwindigkeit: 5.084 kWh jährliche Stromproduktion
  • Bei 5 m/s mittlerer Jahreswindgeschwindigkeit: 8.660  kWh jährliche Stromproduktion

Fazit:
Die Windgeschwindigkeit steigt um 25 %, die Stromproduktion dagegen um 70 %. Zunächst sollte man mit einer Windmessung feststellen, ob der Standort überhaupt genug Wind hergibt. Bei der Aufstellung des Windrads muss man die Maximierung der Windverhältnisse im Blick haben.

Praxisbeispiel: Höherer Mast und Stromproduktion

Hoher Mast oder Turm einer Kleinwindkraftanlage

Ein höherer Mast oder Turm macht sich oft bezahlt

Nachdem auf einem Grundstück die optimale Lage für die Windturbine gewählt wurde, steht optional ein höherer Mast zur Verbesserung der Windverhältnisse zur Verfügung. Ebenfalls mit dem Kleinwindanlagen-Rechner kann man untersuchen, welchen Zuwachs an Stromerträgen ein höherer Mast bringen würde.

Beispielhafte Werte im Überblick:

  • Kleinwindanlage mit 5 kW Nennleistung
  • Masthöhe 10 m:
    ca. 5.084 kWh jährliche Stromproduktion
  • Masthöhe 20 m:
    ca. 7.360 kWh jährliche Stromproduktion

Fazit:
Im Vergleich mit einem 10-m-Mast kann mit einem 20 m hohen Mast rund 45 % mehr Strom produziert werden.

Die Verbesserung der Windverhältnisse mit steigender Höhe hängt von der umgebenden Landschaft ab. Für das letzte Beispiel wurde als Landschaftstyp eine von Landwirtschaft geprägte Umgebung mit niedrigem Bestand gewählt (Rauigkeitslänge von 0,1).

Praxisbeispiel: Wie wirkt sich ein höherer Mast auf die Wirtschaftlichkeit aus?

Geht man von einer Betriebszeit von 20 Jahren aus, so werden in Bezug auf das Beispiel oben mit dem höheren Mast insgesamt rund 46.000 kWh mehr Strom produziert. Wenn man diese Strommenge zu 70 % selbst verbraucht und eine Strompreissteigerung von 3 % pro Jahr ansetzt, würde man rund 12.000 Euro Stromkosten sparen. Die Mehrkosten eines 10 m höheren Mastes können mit rund 3.000 Euro angesetzt werden.

Fazit:
Ein höherer Mast führt beim obigen Beispiel zu erheblichen Steigerungen der Stromproduktion, so dass sich die Investition bezahlt macht.

Bei einem 20 m hohen Mast benötigt man eine Baugenehmigung. In manchen Bundesländern kann man Kleinwindanlagen bis 10 m Höhe ohne Genehmigung aufstellen. Nicht an jedem Standort wird man in 10 m Höhe genug Wind haben.

2. Eigenverbrauch des Stroms

Hoher Eigenverbrauch des Stroms der Windkraftanlage

Hoher Selbstverbrauch des Stroms der Windkraftanlage

Je höher der Eigenverbrauch, desto wirtschaftlicher das Kleinwindrad. Das liegt an der Differenz zwischen dem aktuellen Strompreis und dem Einspeisetarif pro Kilowattstunde. Wenn der Strom selbst verbraucht wird, spart man den Strompreis in Höhe von zurzeit rund 28 Cent pro kWh. Für die Einspeisung ins öffentliche Stromnetz bekommt man für im Jahr 2014 installierte Kleinwindanlagen lediglich 8,66 Cent pro kWh. Wichtig ist die Strompreissteigerung während der Betriebszeit der Windkraftanlage einzukalkulieren.

Praxisbeispiel: Strompreissteigerung

Der Eigenverbrauch des Stroms der Windkraftanlage wird nur dann richtig kalkuliert, wenn man Annahmen zur Strompreissteigerung berücksichtigt.  Zwischen 1998 und 2013 ist der Strompreis für private Haushalte von 17,11 auf 28,73 Cent pro kWh gestiegen, was einer jährlichen Steigerung von durchschnittlich 3,5 % entspricht.

Beispielhafte Werte im Überblick:

  • Aktueller Strompreis für Haushalte: 28 Cent pro kWh
  • Jährlicher Eigenverbrauch des Windstroms von 1000 kWh
  • Betriebszeit von 20 Jahren
  • Strompreissteigerung von 1 %: Einnahmen durch Selbstverbrauch liegen bei 6.165 Euro
  • Strompreissteigerung von 4 %: Einnahmen durch Selbstverbrauch liegen bei 8.338 Euro

Fazit:
Der Wert des selbst produzierten Stroms wird aufgrund der Strompreissteigerung in der Zukunft steigen. Betrachtet man die letzten 15 Jahre, so kann man für die Zukunft realistisch mit 3-4 % Strompreissteigerung rechnen.

Praxisbeispiel: Eigenverbrauchsquote

Bei der Auslegung einer kleinen Windkraftanlage muss man darauf achten, dass der produzierte Strom des Windrads zu einem möglichst großen Teil selbst verbraucht wird. Oft macht es Sinn, einen kleineren Windgenerator zu nehmen. Eine zu große Anlage wird zu viel Strom produzieren, der als Überschuss eingespeist werden muss. Einspeisung ist aufgrund des Tarifs unter 9 Cent pro kWh nicht wirtschaftlich. Die Eigenverbrauchsquote hat einen entscheidenden Einfluss auf die Amortisation.

Beispielhafte Werte im Überblick:

  • 5 kW Windturbine mit 25.000 Euro Investitionskosten
  • 10.000 Eigenkapital. Fremdkapitalzins von 3,5 % über 10 Jahre
  • Stromproduktion von insgesamt 7.500 kWh pro Jahr (bei ca. 4,7 m/s Wind)
  • Eigenverbrauchsquote von 80 %: Amortisierung im 15. Jahr
  • Eigenverbrauchsquote von 60 %: Amortisierung im 18. Jahr

Fazit:
Kleinwindanlagen sind Eigenverbrauchsanlagen. Das gilt für die Wirtschaftlichkeit als auch fürs Baurecht. Überlegen Sie, wieviel Strom pro Jahr Sie mit der Kleinwindanlage maximal verbrauchen können. Diese Strommenge ist der Fixpunkt bei der Auswahl der Windturbine.

Bei der Abstimmung von Stromverbrauch und -produktion sollte beachtet werden, dass im windstarken Herbst und Winter besonders viel Windstrom zur Verfügung steht. Als Alternative zur Einspeisung kann man mit der Windturbine einen Heizstab ansteuern, um Wärme zu erzeugen.

3. Bauamt und Nachbarn frühzeitig kontaktieren

Eine Einwilligung des Bauamts, beteiligter Fachbehörden und der Nachbarn ist eine Voraussetzung für die Umsetzung des Kleinwindkraft-Projekts.

Nachbarn

Standort für kleine Windkraftanlage

Windstarke Randlage: Nachbarn sollten das kleine Windrad akzeptieren

Sofern sich Nachbarn in der Nähe befinden, sollte man deren Einverständnis für die Installation der Kleinwindanlage gewinnen. Wenn Nachbarn gegen das Windrad sind, wird eine Realisierung schwierig. Man sollte die Nachbarn frühzeitig in die Pläne einweihen und mit dem Thema Kleinwindkraft vertraut machen. Es geht darum, eventuelle Ängste und falsche Annahmen durch Wissensvermittlung abzubauen. In diesem Zusammenhang sind technische Aspekte wie Schall und Schattenwurf wichtig. Vor allem die im Vergleich zu Megawatt-Windkraftanlagen winzigen Dimensionen von Kleinwindanlagen müssen erläutert werden. Hilfreich können Fotos von Kleinwindrädern sein, oder ein mit dem Smartphone aufgenommenes Video. Mit einem Video kann man gut darstellen, dass eine laufende Kleinwindkraftanlage visuell und akustisch in der Regel keine negativen Auswirkungen hat.

Bauamt und Fachbehörden

Auch den Mitarbeitern lokaler Behörden sollten Technik und Dimensionen kleiner Windkraftanlagen vermittelt werden. Viele Menschen haben eine Kleinwindanlage nie im Live-Betrieb erlebt und konnten sich kein eigenes Bild machen. Aufgrund der geringen Höhe und des kleinen Rotors fügen sich Kleinwindanlage in der Regel gut ins Landschaftsbild ein.

Neben technischen Aspekten sollte man die rechtlichen Rahmenbedingungen für die Genehmigung von Kleinwindrädern erläutern. Viele Bauämter haben sich mit dem Thema Kleinwindkraft noch nicht auseinandergesetzt. Nicht selten werden Maßstäbe für Megawattanlagen angesetzt. Doch die baurechtliche Logik von Großwindkraftanlagen und Kleinwindanlagen ist sehr unterschiedlich: Megawatt-Windturbinen und Windparks dürfen nur auf Vorrangflächen gebaut werden. Der Strom wird zu 100% ins Netz eingespeist und zu entfernten Verbrauchszentren transportiert. Kleinwindkraftanlagen dagegen dienen der Eigenversorgung des Betreibers, die Anlage muss in unmittelbarer Nähe des Verbrauchers aufgestellt werden. Kleinwindanlagen sind Paradebeispiele einer Bürger-Energiewende und dezentraler Energieproduktion.

Es kommt immer wieder vor, dass Bauämter einen negativen Bescheid auf Basis fragwürdiger Rechtsauslegung geben.  Deshalb sollte man die Grundzüge der Rechtslage kennen, die auf folgender Seite erläutert werden: Genehmigung von Kleinwindanlagen.

Praxisbeispiel: Erfolgreiches Kleinwind-Projekt in NRW

In einer Gemeinde im Nordosten von NRW hat ein Bürger im September 2012 eine Kleinwindkraftanlage mit einer Nennleistung von 6,5 kW auf einem 24 m hohen Mast errichtet. Die erste Bauvoranfrage im Januar 2012 wurde abgelehnt. Beide vom Bauamt genannten Gründe haben sich im Nachhinein als nicht haltbar gezeigt:
a) Zum einen dürften im Außenbereich d.h. im ländlichen Bereich nur landwirtschaftliche Betriebe eine Kleinwindanlage installieren. Allerdings sind Windkraftanlagen nach § 35 des Baugesetzbuches generell im Außenbereich privilegiert.
b) Zum anderen sei das geplante Windrad zu weit vom Gebäude weg. Faktisch wurde die Anlage allerdings rund 5 m vom Gebäude entfernt geplant.

Der Betreiber hat sich vom negativen Bescheid zur Bauvoranfrage nicht beirren lassen und einen Antrag zur Baugenehmigung eingereicht. Ende August 2012 wurde die Baugenehmigung erteilt.

Fazit:
Nur wenn man seine Rechte kennt, kann man die Argumente des Bauamts beurteilen und ggf. widerlegen. Nicht mit der Holzhammermethode vorgehen, bei Komplikationen eine kooperative Lösung suchen.

4. Erprobte Windkraftanlagen mit Vor-Ort-Service

Kleinwind-Marktreport 2014

Der Kleinwind-Marktreport enthält empfehlenswerte Hersteller und Anbieter

Der Wind entwickelt enorme Kräfte und im Laufe einer Betriebszeit von 20 Jahren muss die Windturbine den einen oder anderen Sturm überstehen. Die hohe mechanische Belastung verlangt eine hochwertige Technik, die ihren Preis hat. Das vermeintliche Schnäppchen aus Fernost kann sich nach wenigen Jahren als Totalausfall entpuppen.

Beim Kauf einer Kleinwindanlage sollte die Wirtschaftlichkeit und Marktreife im Vordergrund stehen. Aspekte wie Aussehen und Design der Anlage sind zweitrangig. Der Rotor soll für maximale Erträge ausgelegt sein und nicht, um damit ein Designpreis zu gewinnen. Stand der Technik sind Kleinwindanlagen mit horizontaler Rotorachse.

Der Hersteller der Kleinwindkraftanlage bzw. dessen Vertriebspartner und Installateure sollten einen guten Vor-Ort-Service bieten. Das gilt für die Wartung der Anlage als auch etwaige Ersatzteile.

Bei der Kaufentscheidung sollte man nicht nur auf Angaben der Hersteller und Anbieter vertrauen. Schauen Sie sich Windturbinen im Live-Betrieb an, sprechen Sie mit Betreibern. Eine unabhängige Informationsquelle ist der regelmäßig aktualisierte Kleinwind-Marktreport.

Praxisbeispiel: Hersteller prellt Kunden und Vertriebspartner

Ein Hausbesitzer aus dem Hunsrück  hat im Oktober 2013 einen Vertikalläufer mit einer Leistung von rund 1,3 kW  installiert. Ohne Elektronikkomponenten inklusive Wechselrichter. Auch mehrere Monate nach der Installation werden die notwendigen Komponenten nicht geliefert, so dass die Anlage nicht Strom produzieren kann. Es handelt sich um einen vertikalen Widerstandläufer, diese Bauform hat einen sehr geringen Wirkungsgrad. Die im Verkaufsprospekt angegebenen Jahresstromerträge sind unter den angegeben mittleren Windgeschwindigkeiten nie und nimmer erreichbar. Der Käufer hat sich von den Angaben blenden lassen.

Nicht nur Käufer der oben genannten Kleinwindturbine wurden geprellt, sondern auch manche Vertriebspartner. Ein Vertriebspartner aus NRW hat sich beim Kleinwindkraft-Portal gemeldet und über unseriöse Praktiken des Herstellers berichtet.

Fazit:
Es gibt viele gute Anbieter und Hersteller, leider aber auch schwarze Schafe. Lassen Sie sich nicht von Verkaufsprospekten und schicken Webseiten blenden. Holen Sie unabhängige Informationen ein.