Kleinwindkraftanlagen für Haus und Garten Referent: Patrick Jüttemann
Wer steht da vorne? 2
www.klein-windkraftanlagen.com 3
Energiewende = Energie vor Ort erzeugen 4 Slavomir Valigursky - Fotolia.com
Was sind Kleinwindkraftanlagen? Unterschied große und kleine Windkraftanlagen? Energieerzeugung vor Ort für Eigenverbrauch Definitionskriterien: Leistung (international üblich) : unter 100 kw Rotorfläche unter 200 m 2 (Durchmesser < 16 m) Höhe: Unter 50 Meter (Genehmigungsrecht) Leistung: weniger als 50 kw (EEG) 5
Kleinwindkraft-Markt Deutschland Deutschland bei Erneuerbaren Energien weltweit führend (Großwindkraft, Solaranlagen ) Kleinwindkraft wurde in D vernachlässigt Führende Märkte: USA, GB, Italien, China Viele Hersteller aus Deutschland (Export-Fokus) Forschung an Hochschulen Kleinwindkraft-Potenzial in D kaum erschlossen 6
Leistungsklassen von Kleinwindrädern Nennleistung Nutzungsart Spannung Typische Anwendungszwecke bis 1,5 kw Inselsystem mit Batterie 12, 24, 48 Volt DC Camping, Gartenanlagen, Segelschiffe, Notrufsäulen, Gebäudeintegriert 230 Volt AC abgelegene Mess-Stationen. Dach-Installationen auf EFH. 1,5 bis 5 kw Freie Aufstellung 230 Volt AC Einfamilienhäuser Kleine gewerbliche oder landwirtschaftlich Betriebe 5 bis 30 kw Gewerbegebiete, Landwirtschaft 400 Volt AC Außerhalb Wohngebieten, landwirtschaftlicher Bereich, Nebenanlage von Gewerbebetrieb 30 bis 100 kw Gewerbegebiete, Landwirtschaft 20 Kilovolt AC wie oben, höhere Anforderungen für Genehmigung und Anschluss an Mittelspannung-Netz Quelle: in Anlehnung an BWE-Studie Qualitätssicherung im Sektor der Kleinwindenergieanlagen, Bundesverband WindEnergie e.v., Februar 2011 7
Mast-/Nabenhöhe und Gesamthöhe 8
Windenergie und Leistung P = v 3 A D 2 P = Theoretische Leistung des Windes v = Windgeschwindigkeit A = Umstrichene Rotorfläche (Erntefläche) D = Luftdichte Rotorfläche x 2 = Leistung x 2 Windgeschw. x 2 = Leistung x 8 9
Jahresertrag bei 4 und 5 m/s Nennleistung Rotor-Durchmesser Jahresertrag bei 4 m/s Jahresertrag bei 5 m/s Turbine A 1,4 kw 3,12 m 977 kwh 1.651 kwh Turbine B 1,5 kw 3,30 m 1.498 kwh 2.412 kwh Turbine C 5,0 kw 5,40 m 5.141 kwh 8.647 kwh Turbine D 5,6 kw 5,00 m 3.597 kwh 8.888 kwh Turbine E 9,8 kw 7,13 m 9.065 kwh 17.488 kwh Turbine F 10,0 kw 7,00 m 8.433 kwh 14.300 kwh Quelle: BWE-Marktübersicht spezial - Kleinwindanlagen. März 2011. 10
Windmessung 11
Leistungskurve eines Windgenerators 12
Horizontale vs. Vertikale Windkraftanlagen Max. 15 % Max. 50 % Max. 40 % Wirkungsgrade der Rotoren 13
Wann ist eine Kleinwindanlage sinnvoll? Hängt von individuellen Zielen ab Reduktion Stromkosten eher für Gewerbe und Landwirtschaft möglich (ab 5 kw) Voraussetzung 1: Windverhältnisse Voraussetzung 2: Genehmigungsrecht 14
Kleinwindkraft anspruchsvoller als Solar 15
Genehmigung von Kleinwindkraftanlagen Rechtsgrundlage: Baurecht des Bundeslandes Aufstellung in der Nähe des Gebäudes gefordert Eigenverbrauchsanlage Nur Baugenehmigung garantiert Rechtssicherheit Genehmigungsfrei? Betreiber steht in Verantwortung Einverständnis der Nachbarn ist wichtig Bauamt vor Ort entscheidend 16
Genehmigung in Baden-Württemberg Landesbauordnung und Windenergieerlass BW Verfahrensfreiheit bis 10 Meter Nabenhöhe Dachmontage: Höhe wird ab Mastfuß gerechnet Anlage höher als 10 m: Baugenehmigung 17
Wirtschaftlichkeit 18
Einspeisung versus Eigenverbrauch Einspeisetarif Inbetriebnahme 2013: 8,80 Cent / kwh Inbetriebnahme 2014: 8,66 Cent / kwh Eigenverbrauch: Einsparung Strompreis: 25 bis 30 Cent / kwh Starke Strompreis-Steigerung zu erwarten Fazit: Hoher Eigenverbrauch ist sehr wichtig! 19
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Kosten von Kleinwindanlagen Was kosten Kleinwindanlagen? Wie beurteilt man Kosten und Wirtschaftlichkeit? Wie geht man bei der Auswahl vor? 21
Stromgestehungskosten Nennleistung 6.5 kw Gesamtkosten 28.000 Masthöhe 24 m Stromertrag in kwh bei 4 m/s pro Jahr 3.680 bei 5 m/s pro Jahr 7.253 bei 4 m/s in 20 Jahren 73.600 bei 5 m/s in 20 Jahren 145.060 Stromgestehungskosten / kwh bei 4 m/s 0,38 bei 5 m/s 0,19 22
Windverhältnisse: Ohne Wind kein Strom! 23
Ausreichende Abstände zu Hindernissen 24
Land und Stadt: Höhenprofile des Windes Quelle: Entec 25
Mühlberg : Standort auf Höhenrücken 26
Beispiel: Tal der Ruhr bei Bochum 27
Quelle: Google Maps 28
Windmessung durchführen 29
Positive Beispiele mit guten Standorten 30
Foto: Aircon / Lely 31
Foto: Raiffeisen-Waren GmbH Erdinger Land 32
Kauf einer Kleinwindkraftanlage 33
Undurchsichtige Marktlage für Verbraucher Zertifizierung als Qualitätssiegel Problem: Zertifizierung für Hersteller sehr teuer Deutschland ohne extra Kleinwind-Zertifikat Marktlage: Es gibt gute nicht-zertifizierte Anlagen Leider auch schlechte Anlagen > Schwarze Schafe! 34
Kleinwindkraft-Zertifikat für US-Markt 35
Tipps für den Kauf Nicht nur auf Angaben des Anbieters vertrauen Referenzanlagen besichtigen, mit Betreiber sprechen Qualität hat ihren Preis! Wartung und Ersatzteil-Lieferung in Deutschland Auswahl anhand Produkt-Daten: Verhältnis Preis zu Nennleistung sekundär Wichtig: Jahresertrag bei 4 oder 5 m/s Wind Wichtig: Stromgestehungskosten 36
Kardinalfehler vermeiden 1. Kleinwindräder sind so einfach wie Solaranlagen 2. Windpotenzial vor Ort wird nicht überprüft 3. Nur auf Angaben der Anbieter vertrauen 4. Festlegung auf ein Konstruktionstyp (Vertikalläufer) 5. Bevorzugung Dachmontage 6. Dialog mit Nachbarn u. Baubehörde unterschätzen 37
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