Windkraftanlagen für Einfamilienhäuser

Windkraftanlagen für Einfamilienhäuser: Was ist im Privatbereich möglich?

Immer mehr Hersteller bieten Kleinwindkraftanlagen, die sich problemlos im Garten eines Einfamilienhauses betreiben lassen. Doch rentiert sich der Kauf? Und wie sieht es mit den rechtlichen Aspekten aus?

Wie ist eine Kleinwindkraftanlage definiert?

Windkraftanlagen erzeugen Strom, indem sie die kinetische Energie des Windes nutzen und mittels eines Generators in elektrische Energie umwandeln. Bei Windturbinen in Windparks beträgt die Leistung in der Regel 1 bis 10 Megawatt. Kleine Anlagen mit einer Leistung bis 250 Kilowatt gelten dagegen als Kleinwindkraftanlagen.

Die DIN-Norm DIN EN 61400-2, die die Vorschriften für Kleinwindkraftanlagen beschreibt, spricht auf der anderen Seite von einer Kleinwindkraftanlage, wenn die Rotorfläche kleiner als 200 Quadratmeter und die Spannung unter 1000 V (Wechselspannung) oder 1 500 V (Gleichspannung) bleibt.

Windkraftanlagen: Grundlagen

Windturbinen nutzen die kinetische Energie des Windes, um den Rotor drehen zu lassen. Diese unterscheidet sich je nach Höhe und geographischem Ort. So ist sie in Bodennähe geringer, weil viele Hindernisse wie Gebäude, Bäume und Hügel den Wind bremsen. Aus diesem Grund beträgt die Turmhohe kommerzieller Anlagen ab 60 bis 100 Metern.

Kleinwindkraftanlagen, die in privaten Häusern aufgestellt werden, haben eine Höhe von 10 bis 30 Metern. Das bedeutet, dass die durchschnittliche Windgeschwindigkeit im Vergleich zu den großen Anlagen niedriger ist.

Die mittlere Windgeschwindigkeit eines Standortes ist wichtig, um zu beurteilen, ob eine Anlage sich lohnt oder nicht, da die Rotorgeschwindigkeit und damit die erzeugte elektrische Leistung davon abhängt. Eine Verdopplung der Windgeschwindigkeit bedeutet dabei eine Verachtfachung der Leistung. Wichtig ist auch die Windrichtung. Idealerweise wird eine Turbine, bei der der Rotor in Windrichtung vor dem Turm steht, von vorne angeströmt.

Jeder Rotor ist für eine bestimmte mittlere Windgeschwindigkeit entworfen. Auf diese beziehen sich die Hersteller, wenn sie die Leistung angeben. Diese sogenannte Nennleistung beschreibt nur die maximale Leistung, die die Anlage in einer optimalen Konstellation erreicht. Stellen Sie eine 100-Kilowattturbine an einem schlechten Windstandort auf, wird die Leistung unter diesem Wert bleiben.

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Windverteilung

Um zu beurteilen, ob der Betrieb einer Anlage sich lohnt, betrachten Experten die Häufigkeitsverteilung des Windes. Dabei schauen sie, wie viele Stunden pro Jahr im Mittel der Wind mit einer bestimmten Windgeschwindigkeit weht.

Um zu über die Wirtschaftlichkeit zu entscheiden, lassen Betreiber von Windparks den Wind über mehrere Monate messen und den voraussichtlichen Ertrag berechnen. Eine solche Analyse berücksichtigt auch die Lebensdauer der Anlage sowie Installations- und Wartungskosten. Dieses Verfahren ist theoretisch auch für Privatbetreiber möglich, die Kosten sind allerdings sehr hoch. Alternativ können Käufer von Kleinwindkraftanlagen selbst den Wind mittels eines Anemometers messen und eine statistische Verteilung erstellen.

Eine erste Einschätzung, ob man an einem guten Windstandort wohnt, bieten beispielsweise die Windkarten des deutschen Wetterdienstes. Allerdings hängen die konkreten Verhältnisse nicht nur von der geographischen Lage, sondern auch von der Bebauung des Gebiets ab, in dem die Kleinwindkraftanlage steht. Bei vielen hohen Bauten, die den Wind bremsen, wird der Ertrag auch an guten Windstandorten mäßig bleiben.

Arten von Kleinwindkraftanlagen

Auf dem Markt findet man sowohl horizontale Windkraftanlagen, bei denen der Rotor sich um eine horizontale Achse dreht, als auch vertikale Windturbinen mit einer senkrechten Drehachse.

Das dominierende Modell bleibt jedoch wie bei großen Anlagen die Turbine mit horizontaler Achse und dreiblättrigem Rotor, da diese Bauart das beste dynamische Verhalten und einen höheren Ertrag aufweist. Dennoch gibt es andere Bauarten, wie der Darrieus-Rotor mit Vertikalachse.

Kleinwindkraftanlagen: Kosten und Förderungen

Auf dem Markt sind manche Kleinwindkraftanlagen schon ab 200 Euro zu haben. Allerdings handelt es sich dabei meist um Turbinen mit einer Leistung um die 1 bis 5 Kilowatt. Wer eine größere Anlage mit beispielsweise 100 Kilowatt kaufen möchte, muss derzeit mit Kosten um die 1.000 bis 5.000 Euro pro Kilowatt Leistung rechnen. Hinzu kommen Montagekosten hinzu, da die Turbinen ein Fundament benötigen und an das öffentliche Netz angeschlossen werden.

Möchten Sie wissen, ob der Betrieb einer Kleinwindkraftanlage sich für Sie lohnt, sind folgende Faktoren entscheidend:

• Anschaffungskosten
• Montage und Wartungskosten
• Voraussichtlicher jährlicher Ertrag
• Eigenverbrauch
• Einspeisevergütung

Die Einspeisevergütung bekommt, wer den selbstproduzierten Strom ins öffentliche Netz einspeist. Sie beträgt 2023 für Privatbetreiber 8,93 Cent pro Kilowattstunde. Aufgrund der hohen Strompreise lohnt es sich daher eher, den Strom selbst zu verbrauchen. Anders als Solaranlagen liefern die Mini-Turbinen auch nachts Strom, wenn ausreichend Wind weht. Ein Batteriespeicher ist daher nicht zwingend notwendig, kann sich aber trotzdem lohnen, um den Eigenverbrauch zu erhöhen.

Anders als bei Photovoltaikanlagen fördert der Staat den Betrieb von Kleinwindturbinen nicht. Es ist jedoch möglich, günstige Kredite von der KfW-Bank zu bekommen, wenn bestimmte Bedingungen zutreffen.

Welche Vorschriften gelten für Kleinwindkraftanlagen?

Wer in Deutschland eine Kleinwindkraftanlage betreiben will, braucht je nach Bundesland unter Umständen eine Genehmigung, da der Gesetzgeber die Turbinen als Bauwerke klassifiziert. Entscheidend ist dabei die Höhe, wobei damit der Punkt der höchsten Flügelspitze gemeint ist:

• Ist die Turbine kleiner als 10 Meter, ist meist keine Genehmigung notwendig. Dennoch können Einzelpersonen gegen die Anlage klagen, wenn sie sich beispielsweise durch die Schallemissionen belästigt fühlen. Aus diesem Grund sollten Betreiber ihre Nachbarn frühzeitig miteinbeziehen, um einen Konsens zu erreichen.
• Ab 10 Metern verlangen alle Bundesländer eine Genehmigung, die von der jeweiligen Baubehörde erteilt wird.
• Übersteigt die Höhe 50 Meter, handelt es sich um eine Großwindkraftanlage. Diese dürfen nicht in Wohngebieten aufgestellt werden, die Genehmigung läuft auf der Grundlage des Bundesimmissionsschutzgesetzes.

Fazit: Lohnen sich kleine Windturbinen?

Kleine Windkraftanlagen mit einer Leistung unter 100 Kilowatt lassen sich im Vergleich zu großen Anlagen vergleichsweise unbürokratisch aufstellen. Allerdings lohnt sich der Betrieb nicht immer. Entscheidend sind die Windverhältnisse: An einem windreichen Standort kann sich der Betrieb einer 100-Kilowatt-Turbine lohnen, wenn eine freie Fläche ohne Hindernisse zur Verfügung steht.

Der Betrieb von Kleinanlagen bis 10 Kilowatt im Garten ist dagegen ungünstig, da der Ertrag aufgrund der vielen Hindernisse, die den Wind bremsen, gering bleibt. Somit übersteigen die Anschaffungs- und Betriebskosten die wirtschaftlichen Vorteile durch den selbsterzeugten Strom.

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