Kleinwindanlage im Eigenbau: Erprobte Technik für wenig Geld

Ein Miniwindrad zu bauen hat viele Vorteile: Man lernt viel in verschiedensten Technikbereichen, der Spaßfaktor ist groß und man bekommt für sehr wenig Geld eine Kleinwindturbine. Wenn das kleine Windkraftwerk möglichst lange Strom erzeugen soll, ist als Bauplan ein gängiges Anlagendesign die Voraussetzung.

Robuste und erprobte Technik

Beim Selbstbau einer kleinen Windkraftanlage gibt es zwei Wege: Entweder man entwirft alles komplett selbst oder man orientiert sich an einem gängigen Konstruktionsplan. Ein erprobter Bauplan hat vor allem bei Nutzung der Windenergie erhebliche Vorteile: Sturmerprobung und hohe technische Anlagenverfügbarkeit.

Selbstbau Windrad

Foto: Jonathan Schreiber

Das komplett selbst konstruierte Windrad wird wahrscheinlich beim ersten Sturm auseinander fliegen. Die Leistung des Windes kann pro Fläche extrem sein. Das hat so mancher Heimwerker unterschätzt und die Einzelteile der Windturbine nach dem ersten starken Wind aufgesammelt.

Wer für möglichst lange Zeit einen zuverlässigen Stromlieferanten als Ziel hat, kommt an einem von Profis entwickelten Bauplan nicht vorbei. Das weltweit wohl am weitesten verbreitete Anlagendesign für Kleinwindkraftanlagen im Eigenbau stammt vom Schotten Hugh Piggott.

Windanlagen von Hugh Piggott ermöglichen Energie-Autarkie

Der Schotte Hugh Piggott lebt auf der Halbinsel Scoraig im Norden Schottlands. Die rund 80 Bewohner der Insel werden zu einem Großteil durch die selbstgebauten Kleinwindanlagen mit Strom versorgt. Die schottische Westküste ist eine Starkwindregion. Spätestens jetzt sollte jedem klar sein, dass es sich bei den Piggott-Windanlagen nicht um netten Bastelspaß handelt, sondern um robuste und erprobte Profi-Technik. Hugh Piggott hat vor über 30 Jahren mit dem Windradbau begonnen und seitdem mit zahlreichen Mitstreitern die Technik kontinuierlich verbessert. Das Lebenswerk von Hugh Piggott ist beeindruckend.

Scoraig_wind turbine course with hugh piggott

Foto: Jonathan Schreiber

Das technische Design der Windanlagen basiert auf möglichst einfachen Fertigungsschritten mit gängigen Werkzeugen und Materialien. Jeder soll eine Kleinwindanlage bauen können. Bei der Verwendung und Weiterentwicklung der Technologie spielt der Open Source Gedanke eine wichtige Rolle. Weltweit wurden mehrere Tausend Kleinwindanlagen nach dem Piggott-Design gebaut.

Jonathan Schreiber: Beim Meister gelernt

Jonathan Schreiber bezeichnet sich als Do-It-Yourself begeisterten Autodidakten und Tüftler. Der Österreicher zeigt im Rahmen seines Projektes PureSelfMade anderen Menschen, wie leicht man sich mit Erneuerbaren Energien durch selbst gebaute Technik mit Strom versorgen kann. Auch E-Mobility Projekte sind in Planung. Schreiber ist als enger Vertrauter mit Hugh Piggott im ständigen Austausch und mit PureSelfMade als Ansprechpartner in Sachen Do-It-Yourself Windkraft in ganz Europa aktiv.

Foto: Jonathan Schreiber

Im Vordergrund stehen dabei seine Windrad-Workshops. Sein erstes Miniwindrad hat er im Alter von 13 Jahren gebaut. Als eine der besten Entscheidungen seines Lebens bezeichnet er seine Teilnahme an einem Workshop bei Windrad-Guru Hugh Piggott auf der energieautarken Halbinsel Scoraig. Praxisorientiertes Wissen, welches man in keinem Ingenieursstudiengang lernen kann, so Jonathan Schreiber.

Bereits im Jahr 2013 hat er seinen ersten eigenen Workshop auf Basis des Piggott-Designs angeboten. Seitdem hat er unzählige Kleinwind-Projekte durchgeführt, Workshops geleitet sowie weltweit diverse Standorte mit Piggott-Windanlagen besichtigt. Er weiß wovon er spricht: Die Selbstbau-Windturbinen können mit kommerziellen Kleinwindanlagen konkurrieren, was Performanz und Zuverlässigkeit angeht. Schreiber ist zudem Vorstandsmitglied im Verband WindEmpowerment.org

Windanlagen-Selbstbauworkshops: Inhalte und Zielgruppen

Zielgruppen

Die Workshops richten sich an Personen ab dem Alter von ca. 14 Jahren, Vorkenntnisse sind nicht notwendig. Je nach Teilnehmergruppe werden verschiedene Workshop-Konzepte angeboten. Typische Auftraggeber sind Hochschulen (Studentengruppen), Schulen und Verbände. Auch öffentliche Workshops sowie private Gruppen sind möglich.

Windanlagen Workshop Teilnehmerinnen

Foto: Jonathan Schreiber

Im Workshop wird dabei ein komplettes Piggott-Windrad gebaut – von Grund auf. Dabei kommen eine Vielzahl an Arbeitstechniken zum Einsatz und die Teilnehmenden erhalten einen Einblick in die zugrunde liegenden physikalischen Prinzipien.

Das Windrad als Endprodukt ist dabei laut Schreiber nicht immer vorrangig. Vielmehr zählen die besonderen Erfahrungen die während des Bauens gemacht werden sowie die Gruppendynamik.

Sprachen: Englisch und Deutsch.
Gruppengröße: üblich sind 6 bis 15 Personen.

Windrad-Konzept

Als Windrad Typ wird im Workshop meistens das „2F Piggott Design“ verwendet.
Rotor-Durchmesser: 2 Meter.
Nennleistung: ca. 500 Watt.
Systemspannung: 24/48 Volt Inselsystem oder Netzeinspeisung.

Windanlagen Rotor Fertigung

Foto: Jonathan Schreiber

Je nach Bedarf können im Workshop aber auch größere Anlagen nach dem selben Prinzip mit bis zu 4m Rotordurchmesser und mehreren Kilowatt Leistung gebaut werden.
Mehr zu Anlagendesign und Komponenten auf folgender Seite:
http://pureselfmade.com/design/

Kosten und Wirtschaftlichkeit der Windanlagen

Interessant sind die Angaben zu Stromerträgen und Materialkosten, sowie Ertragskurven der Windanlagen auf Pureselfmade.com, so dass Aussagen zur Wirtschaftlichkeit der Anlagen möglich sind.

Was kostet die Kilowattstunde Strom produziert durch die selbstgebaute Windanlage?

Als Kosten fallen bei einer Selbstbau-Windanlage das Material und die Einspeise- oder Regeltechnik (Laderegler oder Wechselrichter) an, wenn man die eigene Arbeit als Eigenleistung nicht kalkuliert. Die Materialkosten für die 2F Windanlage liegen bei 350 bis 450 Euro, im Schnitt also 400 Euro. Für einen kommerziellen Laderegler muss man bis zu 200 Euro rechnen. Jonathan Schreiber entwickelt zurzeit mit anderen Experten einen für die Anlagen geeigneten Laderegler als Bausatz, der einen Bruchteil eines kommerziellen Geräts kosten soll. Auch einen Mast braucht die Anlage, dieser kostet nach einfachem Plan selbstgebaut ca. 400 Euro.

Generator Wicklung Fertigung_klein

Foto: Jonathan Schreiber

Die 2F Selbstbau-Windanlage mit einem zwei Meter Rotor wird an einem windstarken Standort im Landesinneren (ca. 4 m/s mittlere Windgeschwindigkeit) pro Jahr rund fast 500 Kilowattstunden (kWh) Strom erzeugen. Bei 5,6 m/s beträgt der gemessene Ertrag rund 1000 kWh.

Zum Vergleich: Bei einer größeren 4F Piggott-Anlage mit 4 m Rotordurchmesser beträgt der Jahresertrag bei 4 m/s mittlerer Windgeschwindigkeit ca. 1800 kWh.

Die Betriebszeit der Selbstbauanlagen kann sogar an Starkwindstandorten in Schottland über 10 Jahre betragen.

Wirtschaftlichkeit: Die 2F Anlage auf einen Blick

  • Gesamtkosten: 1000 Euro
  • Betriebszeit: mind. 10 Jahre
  • Stromertrag pro Jahr: 500 kWh (bei 4 m/s mittlerer Windgeschwindigkeit)
  • Stromertrag in 10 Jahren: 5000 kWh
  • 1000 Euro / 5000 kWh = 20 Cent pro kWh

Die Stromgestehungskosten betragen in diesem Beispiel 20 Cent pro kWh. Das liegt deutlich unter dem privaten Strompreis in Deutschland. Bei einem windstarken Küstenstandort werden die Kosten erheblich niedriger sein, da dort mehr Strom produziert wird, ebenso mit einer größeren Piggott-Anlage (z.B. 4 m Durchmesser), da der Materialpreis pro Watt mit zunehmender Anlagengröße sinkt.

Installation Kleinwindkraftanlage

Foto: Christian Bock

Generell lässt sich sagen, dass die Selbstbau-Anlagen nach dem Piggott Design ähnlich gute Erträge bringen wie kommerzielle Anlagen, aber nur einen Bruchteil davon kosten.

Frühzeitige Buchung empfohlen

Wer einen Workshop mit Jonathan Schreiber buchen, oder sich anmelden möchte, sollte für einen Wunschtermin frühzeitig eine Anfrage stellen. Über folgende Seite:

http://pureselfmade.com/contact/

(Fotorechte Hauptbild oben: Jonathan Schreiber)