So finden Sie die richtige Kleinwindkraftanlage

Selbst Strom zu erzeugen, liegt im Trend und zeugt von Sinn für Nachhaltigkeit. Durch die Selbstversorgung können Geld und Energie gespart sowie die Umwelt geschont werden. Die Windkraft gehört zu den erneuerbaren Energien. Ihre Nutzung passt zum ökologischen Ansatz der Bundesregierung. Daher wird sie durch staatliche Fördermittel unterstützt.

Eine erneuerbare Energie

Erneuerbare Energien sind natürlich, sauber und unerschöpflich. Damit ein Windrad richtig funktioniert, benötigt es logischerweise ausreichend Wind. Bevor Sie sich näher mit dem Projekt Windkraft beschäftigen, sollten Sie daher sicherstellen, dass Sie sich in einer Region befinden, in der es windig ist und durchschnittliche Windstärken erreicht werden, die hoch genug sind.

Windmessung

Falls Sie sich nicht sicher sind, können Sie auf mehrere Arten herausfinden, ob sich eine Kleinwindkraftanlage lohnt oder nicht. Hierzu zählt eine Windmessung vom Profi. Diese Messung ist recht teuer, liefert jedoch ein zuverlässiges Ergebnis. Hierbei wird drei Monate bis ein Jahr lang der Wind gemessen und dann die durchschnittliche Windstärke pro Jahr berechnet.

Die Ergebnisse werden von einer geprüften Fachkraft ausgewertet. Dies geschieht unter Zuhilfenahme von Wetterkarten oder Daten, die durch den Abgleich von Beobachtungen verschiedener Organisationen, wie der Wetterdienste, gewonnen werden.

Hinweise dazu, ob die Windstärke ausreichend ist, erhalten Sie auch, wenn es in Ihrer Region viele alte Windmühlen gibt oder Ihre Nachbarn bereits ein privates Windkraftwerk besitzen.

Windkraftwerke sind besonders auf dem Land sinnvoll, da dort weniger dicht gebaut wird und der Wind auf nur wenige Hindernisse stößt. In Stadtgebieten kommt es im Gegensatz dazu oft zu Turbulenzen, was den Ertrag einer Windanlage verringert. In diesem Fall muss die Anlage in einer ausreichenden Höhe installiert werden. Dies bringt jedoch viele Nachteile mit sich.

Damit sich eine Windanlage lohnt, muss ihre Leistung zu Ihrem Stromverbrauch passen. Es ist daher wichtig, zu bestimmen, wozu sie verwendet werden soll. Wenn sie lediglich ein paar Elektrogeräte betreiben soll, ist es, je nach Stromverbrauch, recht einfach, ein effizientes Modell zu finden.

Für Einfamilienhäuser reicht eine Kleinwindkraftanlage. Diese liegen voll im Trend. Sie können in verschiedenen Höhen angebracht werden. Sehr hohe Anlagen unterliegen in Städten jedoch den oben genannten Turbulenzen. Auf dem Land können sie auch in niedrigeren Höhen installiert werden.

Windkraftanlage: Höhe und Vorschriften

Setzen Sie sich unbedingt mit den Vorschriften für den Bau einer privaten Windkraftanlage auseinander. In manchen Fällen benötigen Sie eine Baugenehmigung. Informieren Sie sich beim zuständigen Amt. Hier können Sie auch Auskunft über staatliche Förderungen erhalten.

Kleinwindkraftanlagen dürfen bis zu 50 Meter hoch sein. In manchen Bundesländern können Sie eine Windanlage bis zu 10 Meter Höhe genehmigungsfrei aufstellen. Erkundigen Sie sich in jedem Fall beim zuständigen Bauamt.

Überproduktion von Strom

Falls Ihre Windanlage mehr Strom erzeugt, als Sie verbrauchen, können Sie den Überschuss ins öffentliche Stromnetz einspeisen und eine Einspeisevergütung bekommen. Die Einspeisevergütung wird durch das Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) geregelt.

Der Stromüberschuss kann auch in einen Stromspeicher eingespeist werden. Wenn Sie bereits eine Solaranlage besitzen, kann die Windkraft mit der Sonnenenergie kombiniert werden. Lassen Sie derartige Anlagen immer vom Fachbetrieb installieren und einmal im Jahr warten.

Um die Leistung einer Windanlage zu bestimmen, helfen Ihnen einige Kriterien dabei, Modelle zu vergleichen und das passende Windrad auszuwählen.

Nennleistung

Die Nennleistung wird mit der folgenden Formel ausgerechnet.

P= ½ Rho x S x V³

Rho steht in dieser Formel für die Luftdichte, die bei ungefähr 1,2 kg pro Kubikmeter liegt. S steht für die umstrichene Rotorfläche.

Um diese zu erhalten, wird die folgende Formel verwendet: Pi x R², also 3,1416 x Rotorblattlänge hoch 2. V steht für die Windgeschwindigkeit.

Merken Sie sich einfach Folgendes: Die Leistung entspricht der Oberfläche S im Quadrat. Anders ausgedrückt wird diese mit vier multipliziert, wenn die Länge des Rotorblatts verdoppelt wird. Zudem verachtfacht sich die Leistung bei verdoppelter Windgeschwindigkeit.

Nutzleistung

Die Nennleistung stellt einen theoretischen Wert dar. Sie wird von mehreren Parametern beeinflusst. Hierzu zählen die Einschaltgeschwindigkeit des Rotors und die Höchstgeschwindigkeit des Windes, bevor sich die Anlage automatisch abschaltet. Die Nutzleistung hängt vom Wirkungsgrad des Rotors und des Windgenerators ab.

Betzsches Gesetz

Das Betzsche Gesetz besagt, dass die maximale Leistung einer Windkraftanlage nie mehr als 16/27 x 100 betragen kann, also 59,26 % der verfügbaren Windleistung.

Gesamtwirkungsgrad

Der Wirkungsgrad ist, neben den oben genannten Kriterien, auch abhängig von den Leistungsverlusten durch Rotor und Windgenerator. Zudem erreichen die einzelnen Bauteile einer Windanlage nie alle zur gleichen Zeit den maximalen Wirkungsgrad.

Daher wird der Gesamtwirkungsgrad einer Kleinwindkraftanlage auf 25 bis 55 % geschätzt. Die folgende Tabelle stellt den Ertrag eines Mini-Windrads mit einem Rotor von 1,9 m Durchmesser dar.

Hinweis: Hierbei handelt es sich um theoretische Werte. Ohne Wind wird auch kein Strom erzeugt. In diesem Fall kann ein Stromspeicher den Produktionsausfall teilweise ausgleichen. Die elektrische Leistung von Windanlagen ist abhängig vom Rotordurchmesser und ihrer mechanischen Leistungskraft; z. B.:

• Rotordurchmesser 0,60 m bis 3 m, 120 W bis 1,5 kW;

• Rotordurchmesser 3 m bis 10 m, 1,5 kW bis 30 kW.

Die Ausrichtung der Achse ist ebenfalls ein wichtiges Kriterium. Die meisten Windräder besitzen eine horizontale Achse, da diese wirtschaftlicher ist als eine vertikale Achse. Diese Modelle benutzen den aerodynamischen Auftrieb, also die kinetische Energie des Winds, sodass die Bewegung der Rotorblätter direkt von der Windgeschwindigkeit abhängt.

Windanlagen mit vertikaler Achse sind noch relativ neu auf dem Markt und dementsprechend teurer. Je nach Modell machen sich auch diese Anlagen den Auftrieb zunutze (Darrieus-Rotoren). Hierbei handelt es sich um die gleiche Kraft, die auch Flugzeuge verwenden, um in der Luft zu bleiben. Dies erhöht die Rotation der Blätter im Verhältnis zur Windgeschwindigkeit erheblich.

Für den Bau einer Kleinwindkraftanlage gibt es besondere Kredite und Förderprogramme auf Ebene des Bunds und der Bundesländer.

Ob Neubau oder Sanierung im Altbau, es ist immer sinnvoll, sich über staatliche Zuschüsse zu informieren. Denken Sie bei der Planung Ihres Projekts daran, auch Ihre Nachbarn einzubeziehen. So können Sie ausschließen, dass sich diese durch die Anlage und den unter Umständen entstehenden Lärm gestört fühlen. Windanlagen müssen zudem beim Stromnetzbetreiber und bei der Bundesnetzagentur angemeldet werden.

Erkundigen Sie sich auch bei Ihrer Versicherung, ob diese die Anlage in ihren Versicherungsschutz aufnimmt.