Kleinwindkraftanlagen

Das theoretische Potential der Windenergie beträgt weltweit ca. 350 Terawatt. Zu beachten ist, dass eine Nutzung der Windenergie allerdings nur an Standorten sinnvoll ist, wo Windgeschwindigkeiten zwischen 4 und 5 m/s herrschen. Daher ist der Standort ein wichtiger Einflussfaktor auf die Wirtschaftlichkeit einer Anlage. Es können durch die Wahl von geeigneten Standorte knapp 12 Prozent des jährlichen Strombedarfs in Deutschland durch das technisch nutzbare Potential des Windes gedeckt werden.

Wenn der Wind als Energiequelle genutzt werden soll, muss sein besonderer Charakter beachtet werden. Dieser besteht darin, dass die nutzbare Kraft der Luftbewegung nicht linear ist, sondern sich mit der dritten Potenz der Windgeschwindigkeit ändert. Das heißt, wenn sich die Windgeschwindigkeit verdoppelt, steigt die Leistung um das 8-fache an. So kann zum Beispiel eine Windkraftanlage bei einer Windgeschwindigkeit von 5 m/s eine Leistung von 100 Watt erzielen.

Neben den großen Windkraftanlagen ermöglichen Kleinwindkraftanlagen unter anderem den privaten Haushalten, einen Teil ihres Strombedarfs selbst zu produzieren und zu decken.

Vor diesem Hintergrund sollen auf dieser Seite erste Informationen zu Kleinwindkraftanlagen zusammengefasst werden. Zu beachten ist, dass trotz höchster Sorgfalt die Vollständigkeit der wiedergegebenen Informationen nicht garantiert werden kann. Die geltenden Gesetze müssen zu jeder Zeit beachtet werden!

Was muss man grundsätzlich über Kleinwindkraftanlagen wissen?

Das Aussehen der Anlage wird maßgeblich von der Rotorachse bestimmt. Dabei unterscheidet man zwischen vertikalen und horizontalen Kleinwindkraftanlagen. Die Rotorachse ist dann entweder in vertikaler oder horizontaler Lage. Die Lage beeinflusst nicht nur die Form des Rotors, sondern auch die Rotorfähigkeit, die Windenergie in Strom umzuwandeln.

Unter den vertikalen Windrädern gibt es unterschiedliche Bauformen, wie z. B. den Darrieus- oder den Savonius-Rotor. Aktuell sind jedoch eher horizontale Kleinwindkraftanlagen installiert.

Welche Techniken gibt es?

Die theoretische Leistungsausbeute von Windkraftanlagen liegt maximal bei 59 Prozent. Dabei weisen vertikale Windkraftanlagen eine geringere Leistungsausbeute (ca. 40 Prozent) als Anlagen mit horizontaler Achse (ca. 50 Prozent) auf. Dies verdeutlicht, dass ein entscheidender Unterschied zwischen den beiden Bauformen besteht. So erzeugen die Windkraftanlagen mit horizontaler Achse im Allgemeinen mehr Strom als vertikale Kleinwindkraftanlagen.

Die meisten Kleinwindkraftanlagen – ob horizontal oder vertikale Bauform – haben im Durchschnitt eine Nennleistung von etwa 5 Kilowatt. Diese individuelle Leistung kann je nach Modell zwischen 2,5 und 7 Kilowatt schwanken.

Ein Vorteil von vertikalen Windanlagen besteht darin, dass sie nicht dem Wind nachgeführt werden müssen – sprich, eine aufwendige und störungsanfällige Technik ist nicht nötig. Nachteilig ist allerdings, dass dadurch ein Teil der rotierenden Fläche immer gegen den Wind steht und so kein Strom produziert wird, es geht durch diese Bauform eher Energie verloren.

Wie wirtschaftlich sind Kleinwindkraftanlagen?

Entscheidend für eine gute Wirtschaftlichkeit ist nicht die Leistungsausbeute, sondern die Kosten, die für eine Kilowattstunde Strom bezahlt werden. Hier nehmen unter anderem der Standort, die dort herrschende Windgeschwindigkeit, die Häufigkeit der Ausfallzeit und die Betriebszeit der Anlage einen großen Einfluss auf die Wirtschaftlichkeit. 

Neben diesen Faktoren spielen auch die Gesamtkosten der Kleinwindkraftanlage eine entscheidende Rolle. Die Anschaffungskosten für Kleinwindkraftanlagen können zwischen 2.000 und 30.000 Euro liegen. Diese Kosten variieren je nach Größe und Leistung der gewählten Anlage. Dabei sind auch die jährlichen Wartungs- und Instandhaltungskosten mit etwa 3 Prozent zu beachten.

Vergleicht man die horizontalen und vertikalen Anlagen, kann man sagen, dass die horizontalen Anlagen wirtschaftlicher sind, da sie mehr Strom erzeugen. Ebenso weisen sie eine bessere Marktreife auf.

Neben den Investitionskosten muss auch die Amortisation der Anlage mitberücksichtigt werden. So amortisiert sich z.B. eine 5 kW-Anlage meist erst nach 15 Jahren. Die Amortisationszeit ist dabei abhängig von den Windverhältnissen am gewählten Standort und den aktuell geltenden Strompreisen vor Ort.

Wie laut sind Kleinwindkraftanlagen?

Die Einwirkung der Geräusche einer Anlage ist ein wichtiger Faktor und spielt bei der Akzeptanz eine wichtige Rolle.  

Die Kleinwindkraftanlagen sollten gemäß TA Lärm vorgeschriebene Grenzwerte einhalten. So dürfen Anlagen in einem reinen Wohngebiet nachts nicht lauter als 35 dB (A) sein. Dies kommt einer Lautstärke von einem Uhrenticken oder nahes Geflüster gleich. Tagsüber liegt dieser Grenzwert bei 50 dB (A), dies entspricht leiser Musik.

Um den Lärmpegel möglichst gering zu halten, sollte zum Beispiel auf Qualität geachtet werden und es sollte sich um eine zertifizierte Anlage handeln. Generell ist es jedoch schwer, pauschal einen Lärmpegel der Anlagen festzulegen. Es kommt unter anderem auf das verwendete Modell an und ist somit immer einem individuellen Prüfen unterlegen.

Ferner sollten die Eigentümerinnen und Eigentümer sich im Klaren sein, dass eine Dachinstallation dazu führen kann, dass sich die Vibration auf das Gebäude übertragen, sodass ein Brummen im Gebäude zu hören ist.

Experten empfehlen daher, ein Schallgutachten erstellen zu lassen. Hier wird zum Beispiel der Schallleistungspegel festgelegt sowie eine Tonhaltigkeitsanalyse durchgeführt. Bei der Tonhaltigkeitsanalyse wird auf störende Einzeltöne geprüft. Ein Schallgutachten kann bei der Antragsstellung für die Montage verlangt werden.

Wenn die Anlagen nachgewiesen zu laut sind, kann eine Demontage verlangt werden.

Welche Rechtsgrundlage für die Genehmigung liegt vor?

Der maßgebliche Gesetzestext für eine Genehmigung kleiner Windkraftanlagen ist die Landesbauordnung von Nordrhein-Westfalen. Es gibt allerdings keine einheitliche Regelung auf Bundesebene.

Neben den baurechtlichen Anforderungen sind je nach Standort weitere Fachgesetze wie zum Beispiel das Naturschutzgesetz oder der Denkmalschutz zu beachten.

So sind zum Beispiel folgende Höhen entscheidende Kriterien:

• Ab 50 m Gesamthöhe:
  Anlagen zählen zu den Großwindkraftanlagen und unterliegen dem Genehmigungsverfahren nach dem Bundes-Immissionsschutzgesetz.

• Ab 30 m Gesamthöhe:
  Je nach Landesbauordnung zählen die Kleinwindkraftanlagen als Sonderbauten und die Anforderungen für die Baugenehmigungen verschärfen sich.

• bis 10 m Gesamthöhe:
  In den meisten Fällen wird auf eine Baugenehmigung verzichtet. 

Fazit: Kleinwindkraftanlagen können eine Möglichkeit zur Stromerzeugung für private Haushalte darstellen. Vor der Montage der Anlage sollten die Standortbedingungen, die Wirtschaftlichkeit und die rechtlichen Anforderungen sorgfältig geprüft und die Kosten abgewogen werden.

Weitere Informationen:

Kleinwindkraftanlagen: Das sollten Sie wissen | Verbraucherzentrale.de

Genehmigung, Baugenehmigung und Recht zu Kleinwindanlagen

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