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Alternative Heizmethoden in der Gaskrise: Windenergie

Mini-Windräder: Lohnen sich Anlagen für den Garten?

Kleinwindanlage
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Wie eine Kleinwindanlage funktioniert lest Ihr hier.
  • Andrea Schmiedl
    VonAndrea Schmiedl
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Man sieht sie auf Feldern und Hügeln, vor allem im Norden Deutschlands prägen sie das Landschaftsbild: Windräder, die Energie produzieren. Doch Privathaushalte nutzen diese Technologie zur Eigenproduktion von Wärme und Strom kaum. Warum?

Das Interesse an Kleinwindenergieanlagen wächst stetig. Immer mehr Menschen möchten sich unabhängig von den großen Energieversorgern machen und suchen nach einer dezentralen, umweltfreundlichen Möglichkeit, Energie zu produzieren.

Wer auf seinem Dach oder im Garten mit einem Mini-Windrad selbst Strom erzeugen will, kann aber in seinen Erwartungen enttäuscht werden. Denn das rechnet sich nur an wenigen Standorten, weil Wind eben nicht gleich Wind ist.

Wer dennoch den Bau einer solchen Kleinwindenergieanlage plant, sollte sich vorher gut informieren.

Wie funktionieren Kleinwindanlagen?

Kleinwindkraft- oder Kleinwindenergieanlagen, wie sie auch bezeichnet werden, kommen auf Dächer, vor allem aber auf Masten im Garten oder auf dem freien Feld. Der Wind setzt sie in Bewegung, die daraus produzierte Energie wird in Gleichstrom verwandelt.

Bei Mikrowindanlagen wird daraus 24 oder 28 Volt Gleichspannung - verwendbar etwa für LED, Batterieladungen oder einen elektrischen Koppelzaun, erklärt Joachim Sroka. Er ist 2. Vorsitzender des Bundesverbandes Kleinwindanlagen. Interessanter für Haushalte sind die etwas größeren Anlagen. Mit ihnen lässt sich Wechselstrom mit 220 Volt oder Starkstrom mit 400 Volt erzeugen.

„Das Grundprinzip der horizontalaxialen Windturbinen ist dasselbe in der Klein- und Mikro- wie auch der Gigawatt-Klasse auf dem Feld“, sagt der Diplom-Ingenieur Sroka. Aber die Größe der Anlagen unterscheidet sich gewaltig: „Klein- und Mikrowindanlagen haben Rotorköpfe mit ein bis vier Metern Durchmesser.“ Und Sroka rät zu Masthöhen zwischen zwölf und 24 Metern. Ist die Anlage maximal zehn Meter hoch, braucht man in der Regel sogar keine Baugenehmigung.

Vorteile und Nachteile von privaten Kleinwindenergieanlagen

Ein klarer Vorteil: Gerade in der kalten Zeit des Jahres lässt sich mit einer Windanlage am meisten Energie erzeugen - also dann, wenn man auch Heizwärme braucht. Das ist das Problem einer Solarthermieanlage: Ihre Energie bräuchte man am ehesten auch von Herbst bis ins Frühjahr, sie produzieren aber rund 80 Prozent ihres Jahresertrags von März bis Oktober.

Ein Nachteil sind die Preise: „Eine Windenergieanlage ist eine relativ hohe Investition, die sich erst über längere Zeit amortisiert“, sagt Sroka. Interessenten müssen mit 5500 Euro pro kW-Leistung rechnen. „Wenn man einen ganzen Haushalt versorgen möchte - und das erst mal nur mit Strom für den eigenen Bedarf, ohne Heizung - dann braucht man allein im Winter eine Anlage mit fünf kW.“

Außerdem kann es eben sein, dass man eine Baugenehmigung braucht - und dieser stehen in vielen Orten Behörden skeptisch gegenüber, berichtet Joachim Sroka, dessen Unternehmen solche Anlagen vertreibt und installiert. Denn es herrschten Vorstellungen von den riesengroßen Windanlagen, die man bislang von Feldern kennt.

„In Wohngebäuden stehen meist auch zu wenig ausreichende Flächen zur Verfügung, um so eine Anlage installieren zu können“, so Sroka. „Man muss baurechtlich Schattenwurf, Schallschutz und Abstandsflächen berücksichtigen. Hier gibt es momentan sehr restriktive Vorgaben.“

Trotzdem gibt es Möglichkeiten für den privaten Haushalt: Die niedrigen Anlagen bis zehn Meter Höhe, die genehmigungsfrei sind. Allerdings muss an ihrem Standort die Hauptwindrichtung barrierefrei sein, damit sich diese Anlagen lohnen. „Aber das ist in den seltensten Fällen der Fall“, sagt Sroka. Er rät daher zu Masthöhen ab 12 Metern. „Besser sogar 24 Meter“.

Was produzieren - Strom oder Heizwärme?

Experte Sroka empfiehlt für Einfamilienhäuser vorrangig das Decken des eigenen Strombedarfs, „weil die Stromkosten derzeit noch höher sind als die Heizkosten“. Im zweiten Schritt würde er mit Überschüssen der Stromproduktion die Heizungswärme abdecken.

So oder so rät er zu einer Hybridlösung: „Wenn Sie nur auf Windenergie setzen, ist das nicht ganz ungefährlich. Denn wenn Sie mal eine Woche Flaute haben, dann bekommen Sie keine Energie. Aber in der Regel ist Flaute verbunden mit schönem Wetter.“ Hier übernimmt dann also die Photovoltaikanlage und ergänzt den Energiemix.

Das sehen auch die Energieberater der Verbraucherzentrale in Stuttgart so: Eine Kombination biete mehr Unabhängigkeit, „im Sommer vor allem durch Photovoltaik, im Winter durch viel Wind“.

Woran erkennt man eine gute Kleinwindkraftanlage?

Während in der Photovoltaikbranche seit Jahrzehnten um jedes Prozent Wirkungsgradverbesserung kontinuierlich gerungen wird, ist das bei Kleinwindkraftanlagen schon wegen ihres vergleichsweise winzigen Marktes nicht zu erwarten. Auch die Lebensdauer, die bei Photovoltaikmodulen heute mit 20 und mehr Jahren angesetzt, teilweise sogar garantiert wird, ist bei Windkraftanlagen unsicher und dürfte deutlich niedriger sein.

Wichtig: Setzt nicht nur auf die Aussagen des Herstellers, sondern holt unabhängige Referenzen ein. Das gilt vor allem für die Dauerbelastung und die Ertragsstärke der Kleinwindkraftanlage.

Um abschätzen zu können, ob ein Mini-Windrad die gewünschte Qualität hat, solltet Ihr vorab folgende Fragen klären:

  • Wo kann ich eine entsprechende Anlage besichtigen, die schon einige Jahre in Betrieb ist? Ihr solltet unabhängige Referenzen einholen, dass die Anlage unter natürlichen Windbedingungen (inklusive Sturm-Perioden) zuverlässig funktioniert. Das gilt sowohl für die Effizienz (Stromerträge) als auch für die Dauerbelastung (Zuverlässigkeit). Nicht ausreichend als Beleg für die Anlagen-Qualität sind Tests im Windtunnel oder Software-Simulationen. Eine Übersicht zu erprobten Kleinwindkraftanlagen bietet der herstellerunabhängige Kleinwind-Marktreport.
  • Läuft die Anlage leise? Moderne Kleinwindkraftanlagen mit optimierter Aerodynamik der Flügel und ausgefeilter Regelungstechnik sind in der Regel leise. Doch jede Anlage hat ihren eigenen „Sound“. Am besten an einem windigen Tag neben das Windrad stellen und sich selbst überzeugen.
  • Wie sieht es mit Lebensdauer und Ertrag aus? Bringt in Erfahrung, wie hoch der jährliche Stromertrag bei 4 m/s und 5 m/s mittlerer Jahreswindgeschwindigkeit ist. 4 m/s ist für einen guten Binnenland-Standort und 5 m/s für einen guten küstennahen Standort realistisch. Schaut nicht nur auf die Nennleistung der Windkraftanlagen, sondern notiert Euch immer auch den Rotordurchmesser. Wichtig sind außerdem die zu einem Windradmodell angebotenen Masthöhen. Vor allem an eher windschwachen Standorten braucht man einen höheren Mast, um ausreichend Strom produzieren zu können.
  • Liegen Prüfzertifikate vor? Nicht nur auf die Aussage des Herstellers oder Anbieters setzen! Es muss aber keine volle Zertifizierung der Windanlage sein, auch einfache Testfeld-Ergebnisse zu Leistung und Dauerbelastung sind hilfreich. Auf Basis der vermessenen Leistungskurve kann man verlässlich die Stromerträge der Windanlage ableiten.
  • Ist die Anlage für die Netzeinspeisung geeignet und zugelassen oder handelt es sich um eine Anlage für den Camping-Bereich?

Bei der eigenen Recherche sollte man unabhängige Quellen wie beispielsweise die Expertenseite zu Kleinwindkraftanlagen im Internet zu Rate ziehen. Dort findet Ihr auch Informationen zu Anlagen, die etwas größer sind als die hier betrachteten Dach- und Gartenanlagen.

Welche Standorte eignen sich für Kleinwindanlagen?

Hier kommt zum Tragen, was bereits für die kleineren Anlagen mit unter zehn Metern Höhe angesprochen wurde: Der Wind, seine Richtung und die Stärke.

1. Freie Hauptwindrichtung

Der Wind braucht Anlauf: Schon ein Haus oder ein Strauch, die in der Hauptwindrichtung der Anlage liegen, verringern nach Angaben der Energieberatung der Verbraucherzentrale Baden-Württemberg die Energieproduktion. Und sogar ein Wald, der in 50 Metern Entfernung zum Haus beginnt, kann sich entsprechend ungünstig auf die Produktion von Strom auswirken.

2. Durchschnittliche Windstärke

Ganz grundsätzlich muss der Wind in der Region stark genug wehen. Laut Joachim Sroka liegt die durchschnittliche mittlere Windgeschwindigkeit in Deutschland bei zwei bis acht Meter pro Sekunde. Im Norden, gerade an den Küsten, seien es sieben bis 7,5 Meter pro Sekunde, im Binnenland nur zwei bis 4,5 Meter pro Sekunde. „Ich rate dazu, keinen Standort zu wählen, wo der Wind durchschnittlich unter drei Meter pro Sekunde weht.“

Auch der Bundesverband WindEnergie und die Energieberater der Verbraucherzentrale empfehlen, die Windzone des Grundstücks bei der Planung zu überprüfen. „Generell ist Küstennähe oder eine Höhenlage von Vorteil, aber auch freie Flächen vor und hinter dem Windrad müssen vorhanden sein.“ Das kann einen signifikanten Unterschied bringen: So liefere ein guter Standort den achtfachen Ertrag gegenüber einem schlechten Standort mit einer nur halb so hohen mittleren Windgeschwindigkeit.

Zu einer ähnlichen Einschätzung kommt Lars Möller, Energieexperte der Verbraucherzentrale Niedersachsen: „Kleinanlagen machen nur in freier Gegend und dann auch möglichst hoch und nicht auf dem Dach und bei ausreichendem Dauerwind Sinn, also in der Regel fast nie.“ Für ihn bedeutet das sogar, dass die Anlagen für normale Haushalte „keine überlegenswerte Option“ sind. Er würde das Thema „nur in einem ganz speziellen Umfeld ansprechen“, etwa für Landwirte.

Und wenn es keinen Platz im Garten gibt …?

Es gibt auch Kleinwindanlagen fürs Dach, aber diese halten die Energieberater der Verbraucherzentrale Baden-Württemberg für keine gute Idee. So würde das Gebäude dafür sorgen, dass die Windströmung verwirbelt und der Ertrag schlecht ist. Und die Vibrationen der Rotoren könnten direkt am Haus als störend empfunden werden.

Sroka kennt aber eine Lösung: „Es gibt erste Ideen, Heizungssharing mit größeren Anlagen zu machen.“ Es tun sich also mehrere Haushalte der Nachbarschaft zusammen und beziehen den Heizstrom über eine größere Anlage. Vorteil: Je größer die Anlage, desto niedriger die Anlagenkosten pro kW-Leistung, die dann auch noch mehrer Haushalte gemeinsam tragen.

Fazit der Verbraucherzentrale

Lohnt es sich für den Einzelnen, eine private Mini-Windkraftanlage auf das Dach oder in den Vorgarten zu setzen? Ähnlich wie die auf Ein- und Zweifamilienhäusern sehr verbreiteten Solaranlagen? Wir meinen eher nein.

Die Erträge der Windkraftanlagen sind sehr klein und hängen extrem stark vom Standort ab. Die Qualität dieser Anlagen ist nicht immer so ausgereift wie bei Solaranlagen, allein schon deshalb, weil nur geringe Stückzahlen produziert werden. Obendrein droht noch Ärger mit Nachbar:innen durch Vibrationen und Geräusche. Von einem wirtschaftlichen Betrieb kann keine Rede sein.

as mit Material der dpa

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