Planung und Montage einer Kleinwindkraftanlage in NRW

Praxisreport aus NRW: Planung und Montage einer Kleinwindkraftanlage

Kleinwindanlage in NRW - Planung und Montage

Kleinwindanlage in NRW: Energiewende auf privater Basis

Die Installation einer Kleinwindanlage ist der letzte Schritt eines Projekts, welchem oft mehrere Monate an Planung vorausgehen. Ein Beispiel aus NRW beschreibt wichtige Aspekte und zeigt, wie Energiewende auf lokaler Ebene funktioniert. Die Errichtung des Windrads fand im September 2012 statt.

Motivation des Betreibers

Als Motivation für den Kauf einer Kleinwindkraftanlage nennt der Betreiber zum einen den Spaß an der Technik. Zum anderen ist es ein ausgeprägtes Umweltbewusstsein und der damit verbundene Gestaltungswille, zu einer umweltfreundlichen Stromerzeugung beizutragen. Die im Jahr 2009 installierten PV-Anlagen auf den Dächern des ehemaligen landwirtschaftlichen Betriebs sorgen bereits für ausreichend Strom in den Sommermonaten. Die Kleinwindanlage sieht der Betreiber als optimale Ergänzung, da diese in den sonnenarmen Monaten zur Stromproduktion beiträgt. Ferner ist es auch der Wunsch einer eigenständigen Stromversorgung und die damit verringerte Abhängigkeit von steigenden Strompreisen ein wichtiger Antrieb für die Aufstellung des Windgenerators.

Standort der kleinen Windturbine

Standort des Windrads und Landschaft im nord-östlichen NRW

Standort des Windrads und Landschaft im nord-östlichen NRW

Der Aufstellungsort befindet sich im Nord-Osten von NRW nahe der Grenze zu Niedersachsen. Die leicht hügelige Landschaft ist durch weitreichende Ackerflächen gekennzeichnet. Der vormalige Landwirtschaftsbetrieb befindet sich in Alleinlage außerhalb des Siedlungsbereichs. Es gibt nur einen weiteren Resthof in der Nachbarschaft. In Hauptwindrichtung West-Südwest befindet sich eine ca. 20 m hohe Baumreihe. Um diese Windbarriere zu umgehen wurde ein 24 m hoher Mast gewählt.

Windmessung zur Prüfung der Standorteignung

Schon vor dem Kauf der PV-Anlagen im Jahr 2009 hat der Betreiber die Installation einer Kleinwindkraftanlage in Betracht gezogen. Als wichtige Maßnahme der Standortbeurteilung hat er deshalb bereits im Oktober 2008 in 12 Meter Höhe ein Windmessgerät installiert. Somit standen Winddaten in Form von Windgeschwindigkeit und Windrichtung von mehr als drei Jahren zur Verfügung. Auf Basis der Datenauswertung wird in einer Höhe von 24 m eine mittlere Jahres-Windgeschwindigkeit von rund 4,8 m/s erwartet. Als Faustregel sollte in Höhe des Rotors der Wert mindestens 4 m/s betragen.

Kontakt mit dem Bauamt und Genehmigung des Windkraftwerks

Der erste Kontakt mit dem Bauamt im Rahmen einer Bauvoranfrage erfolgte Anfang Januar 2012. Die Baugenehmigung wurde Ende August 2012 erteilt. Der Genehmigungsprozess hat somit rund 9 Monate gedauert.

Fundament der kleinen Windkraftanlage

Fundament der kleinen Windkraftanlage wurde durch Baubehörde geprüft

Die Bauvoranfrage wurde zunächst abgelehnt. Landwirte im Außenbereich d.h. außerhalb des durch Bebauungspläne erfassten Siedlungsbereichs sind eigentlich privilegiert, was die Aufstellung einer Kleinwindenergieanlage angeht. Das Bauamt monierte, dass diese Regel nur für aktive und nicht für ruhende Betriebe gelte.

Der Betreiber hat trotzdem eine Baugenehmigung beantragt und wurde für diese Hartnäckigkeit belohnt. Denn auch nicht-landwirtschaftliche Betriebe sind nach dem Baugesetzbuch prinzipiell berechtigt eine kleine Windkraftanlage zu installieren, sofern Energie erzeugt und größtenteils selbst verbraucht wird.

Im Rahmen der Baugenehmigung wurden vom Bauamt ein Schallgutachten und eine Prüfung der Statik von Mast und Fundament verlangt. Als Auflage für die Errichtung des Windrads wurde eine Ausgleichsfläche von 280 qm gefordert. Bei der Flächenberechnung wurden Daten der Kleinwindanlage wie Fundamentfläche, Höhe der Anlage und Rotordurchmesser zugrunde gelegt. Die Auflage wurde erfüllt, indem eine eigentlich als Ackerland deklarierte Wiesenfläche in der Nähe eines Baches fortan als Biotop eingestuft wurde.

Montage und Aufbau des Windrads

Rotor der Kleinwindanlage bereit zur Installation

Rotor der Kleinwindanlage – Kamerateam filmt Installation

Das Fundament wurde mehrere Wochen vor dem Aufstellungstermin gegossen, damit eine vollständige Aushärtung gewährleistet war. Vor der Montage der Anlage wurden einem Prüfingenieur Unterlagen zu Fundament, Mast und Windgenerator zugeschickt. Die Dokumente wurden vom Experten anhand von Berechnungen evaluiert. Am Tag der Aufstellung der Anlage hat sich der Fachmann vor Ort ein Bild der Lage gemacht und das Projekt freigegeben.

Für die Installation wurde für mehrere Stunden ein Kran bestellt. Rotorblätter und Windfahne wurden erst nach der Aufstellung des Mastes angebracht. Der Kran wurde somit mehrfach eingesetzt. Dass sich auch die Nachbarn für die Kleinwindanlage begeistert haben, wurde spätestens bei deren tatkräftiger Mithilfe bei der Verschraubung des Mastes am Fundament deutlich.

Funktionsweise, Anwendung und Wirtschaftlichkeit der Kleinwindanlage

Schaltschrank und Wechselrichter der Kleinwindkraftanlage

Schaltschrank und Wechselrichter der Kleinwindkraftanlage

Der Betreiber hat sich für die Kleinwindanlage des deutschen Herstellers Braun Windturbinen mit einer Nennleistung von 6,5 kW entschieden. Die Masthöhe beträgt 24 m. Zur Sturmsicherung und Leistungsbegrenzung knickt der Rotor bei starkem Wind nach hinten und verringert somit die Angriffsfläche. Die Leistung der Anlage wird auch durch einen Heizstab aufgenommen, so dass der Windstrom u.a. zur Erzeugung von Warmwasser genutzt wird. Als finale Sicherung zum Abbremsen der Anlage dient ein Lastabwurfsystem (Dump Load). Der Windstrom wird zunächst für den eigenen Stromverbrauch, dann für Heizzwecke und erst zum Schluss für die Einspeisung ins Stromnetz genutzt.

Der Preis der Anlage inkl. Nebenkosten bewegt sich bei ca. 28.000 Euro inklusive Mehrwertsteuer. Vom Betreiber wurden zusätzlich Eigenleistungen erbracht. Die jährliche Stromproduktion wird mit rund 7.000 kWh prognostiziert. Über einen Betriebszeitraum von 20 Jahren würden die Stromgestehungskosten rund 20 Cent pro Kilowattstunde betragen. Mit Blick auf die in Zukunft steigenden Strompreise ein auch wirtschaftlich attraktives Projekt für den Betreiber.

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