Impressum 3. Auflage. 20. November 2017 2017 Patrick Jüttemann Patrick Jüttemann Beueler Str.46 A 53604 Bad Honnef E-Mail: mail@klein-windkraftanlagen.com Internet: www.klein-windkraftanlagen.com Garantien und Haftungen Der Autor hat Texte und grafische Darstellungen mit bestem Gewissen und großer Sorgfalt erstellt. Fehler sind dennoch nicht ganz auszuschließen. Deshalb übernimmt der Autor keinerlei Garantien und Haftungen für die Inhalte in diesem Werk. Copyright Dieses Werk, einschließlich aller seiner Teile, ist urheberrechtlich geschützt. Jede Verwertung außerhalb der engen Grenzen des Urheberrechtsgesetzes ist ohne Zustimmung des Autors unzulässig und strafbar. Das gilt auch für Vervielfältigungen, Übersetzungen, Mikroverfilmung und die Einspeicherung und Verarbeitung in elektronischen Systemen.
Ziel des Wegweisers Dieser Leitfaden gibt einen ersten Einstieg in die Welt der Kleinwindkraftanlagen: objektiv und herstellerneutral. Nach einem Überblick zu den wichtigsten Themen der Kleinwindkraft kann eine erste Entscheidung gefällt werden: Bringe ich die Voraussetzungen mit, eine Kleinwindanlage zu betreiben? Lohnt es sich, tiefer in das Thema einzusteigen? Die Anforderungen für Planung und Betrieb kleiner Windturbinen sind größer als bei Solaranlagen. Die Umsetzung eines Kleinwind-Projekts ist facettenreich und kann mehrere Monate dauern. Man kann viel dabei lernen. Manchen Menschen macht es Spaß, möglichst viele Projektschritte selbst durchzuführen. Andere werden möglichst viel an einen Dienstleister auslagern. Wie auch immer: die Naturkraft des Windes für die eigene Energieversorgung zu nutzen, übt auf viele Menschen eine besondere Faszination aus. Vorausgesetzt, man hat eine windstarke Lage und eine technische hochwertige Windanlage. Zielgruppen Alle Personen, die vor Ort mit einer kleinen Windanlage Strom für den Eigenbedarf erzeugen möchten. Das können Privatpersonen sein, wie z. B. Hauseigentümer oder Besitzer eines Segelboots. Auch Mitarbeiter in Unternehmen wie Handwerksbetriebe, Landwirte und Stadtwerke finden hilfreiche Informationen. Der Wegweiser bezieht sich vorwiegend auf die Installation von Kleinwindturbinen in Mittel- und Nordeuropa und den dort herrschenden Klima- und Windbedingungen. Aktualisierung 20. November 2017 Haben Sie die aktuellste Version des Wegweisers? Neue Versionen des Wegweisers Kleinwindkraft werden im Newsletter des Kleinwindkraft-Portals angekündigt. Noch nicht für den kostenfreien Newsletter angemeldet? Jetzt anmelden: www.klein-windkraftanlagen.com/newsletter
Inhaltsverzeichnis 1 Definition: Was sind Kleinwindkraftanlagen?... 1 2 Vorteile von Kleinwindkraftanlagen... 4 3 Vier wichtige Erfolgsfaktoren... 8 4 Windmessung... 12 5 Genehmigung... 14 6 Ermittlung des Stromertrags... 17 7 Wirtschaftlichkeit und Kosten... 19 8 Dachmontage... 22 9 Schall... 23 10 Einfluss auf Vögel und Fledermäuse... 24 11 Bauform: Horizontale und vertikale Windanlagen... 25 12 Auslegung einer Windanlage... 28 13 Aktuelle Marktlage... 30 14 Häufige Fehler bei Planung und Kauf... 32 15 Über den Autor... 34 Tipp: Per Klick auf ein Kapitel springt man direkt zur Seite.
1 Definition: Was sind Kleinwindkraftanlagen? Kleinwindkraftanlagen werden für die Eigenversorgung mit Energie eingesetzt und neben dem Betreiber installiert. Für ein Einfamilienhaus könnte beispielsweise eine Windanlage auf einem 10 bis 20 m hohen Mast, einem Rotordurchmesser von 3 m und einer Leistung von 2,5 Kilowatt (kw) zum Einsatz kommen. An einem geeigneten, windstarken Standort könnte ein Jahresstromertrag zwischen 1.000 und 2.500 Kilowattstunden (kwh) erreicht werden. Eine typische Anlage eines Landwirts mit hohem Stromverbrauch und windstarker Lage: Nennleistung von 10 kw auf einem 20 bis 30 m hohen Mast und einem Rotordurchmesser von 7 bis ca. 10 m. Je nach Windangebot und Rotorgröße können pro Jahr 10.000 bis fast 30.000 kwh erzielt werden. Der Rotor einer Mikrowindanlage auf einem Segelschiff ist in etwa so groß wie eine Satellitenschüssel, die Leistung bewegt sich zwischen 200 und 400 Watt. International die häufigste Definition von Kleinwindkraftanlagen: Windanlagen unter 100 kw Nennleistung. Sinnvoller ist die Abgrenzung auf Basis der Norm IEC 61400-2. Danach darf die Rotorkreisfläche nicht größer als 200 m 2 sein. Das entspricht etwa einem maximalen Rotordurchmesser von rund 16 m und einer Leistung unterhalb 70 kw. Während Großwindanlagen in Windparks im Laufe der Jahre immer höher wurden, sind Kleinwindkraftanlagen baurechtlich in der Höhe strikt beschränkt. Die meisten Kleinwindanlagen in Deutschland, Österreich und der Schweiz reichen nicht über eine Gesamthöhe von 30 m hinaus und haben eine Leistung bis 30 kw. Aufgrund der geringen Höhe und Maße der Rotorblätter findet keine Beeinträchtigung des Landschaftsbilds statt. Die geringen Maße von Kleinwindkraftanlagen werden deutlich, wenn man sie mit Großwindanlagen vergleicht. Die Größenverhältnisse der folgenden Grafik sind maßstabsgetreu. Gesamthöhe bedeutet: höchste Flügelspitze. 1
Grafik: Patrick Jüttemann Die Windturbinen in der Grafik im Überblick: Windturbine A: Privates Kleinwindrad mit 10 m Gesamthöhe. Windturbine B: Gewerbliches Kleinwindrad mit 30 m Gesamthöhe. Windturbine C: Baurechtliche Maximalhöhe eines Kleinwindrads von 50 m. Windturbine D: Industrielle Großwindanlage mit Gesamthöhe von 230 m. 2
Großwindkraftanlagen, oft gruppiert in Windparks, erzeugen Strom, um diesen weiterzuverkaufen. Diese Industrieanlagen dürfen nur auf extra ausgewiesene Vorrangflächen aufgestellt werden, die möglichst fernab des Siedlungsbereichs liegen. Schall- und Schattenemissionen als auch optische Bedrängungswirkungen machen dies notwendig. Die Gesamthöhe von Megawattturbinen liegt über 200 m, der Rotordurchmesser ist in der Regel größer als 100 m. Eine Kleinwindanlage dagegen muss neben den Verbraucher gestellt werden, weil dieser nur dann den Strom selbst konsumieren kann. Bei Kleinwindanlagen macht nur der Eigenverbrauch des Stroms Sinn, die Einspeisung ist aufgrund des niedrigen Tarifs in Deutschland, Österreich und der Schweiz nicht wirtschaftlich. Foto: Superwind Foto: Patrick Jüttemann 3
2 Vorteile von Kleinwindkraftanlagen Ergänzung von Solaranlagen Die klimatischen Verhältnisse in Europa bringen einen entscheidenden Vorteil von Kleinwindanlagen zum Tragen: die perfekte Ergänzung von Solaranlagen. Im Herbst und Winter ist die Solarstrahlung schwach und der Wind besonders stark. Generell gilt: wenn die Sonne nicht scheint, z. B. aufgrund von Wolkenbildung, herrschen oft gute Windverhältnisse. Das Foto unten zeigt ein kleines Hybridsystem bestehend aus Miniwindrad und PV-Anlage für den Betrieb einer Straßenlampe. Foto: prevent GmbH Effiziente Nutzung von Batterien Bei der schon jetzt sehr hohen Verbreitung von PV-Anlagen und der zunehmenden Installation von Batterien können Kleinwindkraftanlagen eine perfekte Systemergänzung darstellen. Das gilt für Hausbesitzer, die eine möglichst hohe Selbst- 4
versorgung auf Basis Erneuerbarer Energien anstreben. Batterien sind noch zu teuer, um eine Bereitstellung des im Sommer erzeugten Solarstroms im Winter zu gewährleisten. Mit einer Kleinwindanlage wird die Batterie zusätzlich durch Windenergie in der sonnenarmen Jahreszeit gespeist. Der Batteriespeicher kann kleiner dimensioniert werden, das spart Geld. Erzeugung von Wärme Eine WindKRAFTanlage wird offensichtlich für die Stromproduktion eingesetzt. Überschüssiger Windstrom kann aber auch gut für die Erzeugung von Wärme eingesetzt werden. Technisch realisiert wird das in der Regel mit einem Heizstab im Warmwasserkessel. Kleinwindkraftanlagen haben einen immensen Vorteil gegenüber Solaranlagen, wenn es um die Wärmebereitstellung geht: Windenergie ist vor allem in der kalten Jahreszeit vorhanden. Die windstarke Zeit entspricht der Heizperiode. Priorität hat natürlich der Eigenverbrauch des Stroms für elektrische Geräte. So mancher Betreiber nimmt den Reststrom nicht für die Einspeisung ins öffentliche Netz, sondern für die Wärmeproduktion. Einige Anbieter von Kleinwindkraftanlagen bieten Heizsysteme an, die die notwendigen Komponenten und eine Lösung für das Energiemanagement umfassen. Große Beliebtheit in der Bevölkerung Das Interesse an und die Zustimmung für Kleinwindkraftanlagen sind in der Bevölkerung sehr groß. Während Windparks bestehend aus Großwindkraftanlagen von manchen Bürgern als eine visuelle Beeinträchtigung des Landschaftsbilds abgelehnt werden, gibt es diese Probleme bei Kleinwindturbinen nicht. In der Vergangenheit haben sogar Anti-Windkraft-Initiativen Kleinwindanlagen als gewünschte Alternative zu Windparks vorgeschlagen. Das große Interesse lässt sich auch dadurch erklären, dass Miniwindanlagen in Deutschland noch nicht weit verbreitet sind. Solaranlagen sind schon fast ein Standard der technischen Gebäudeausrüstung geworden. Kleinwindkraftanlagen eigenen sich hervorragend als Werbeträger. Die Aufmerksamkeit wird dem Betreiber sicher sein. 5
Spaßfaktor Viele Besitzer von Kleinwindkraftanlagen erzählen mit einer Begeisterung von ihrer Anlage, die man in Bezug auf Solaranlagen selten zu hören bekommt. Hinsichtlich Spaßfaktor und Technikerlebnis sind Solaranlagen fast langweilig: eine Black Box, die sich nicht bewegt. Der drehende Rotor einer Kleinwindanlage macht die Naturkraft des Windes sichtbar. Voraussetzung: Eine qualitativ hochwertige und effiziente Kleinwindkraftanlage sowie genug Wind in Rotorhöhe. Dem deutschkanadischen Kleinwind-Experten Rolf Heckmann kann man nur zustimmen: Solar or Wind - which gets the most Love? Wind! - Because it is fun to watch. Frei übersetzt: Der Liebling im Ökokraftwerkspark ist meistens die Kleinwindanlage. Selbstbau möglich Weltweit gibt es eine aktive Szene für den Selbstbau von Kleinwindkraftanlagen, organisiert im internationalen Verband WindEmpowerment. Dabei handelt es sich nicht um Spielzeuge, sondern um technische ausgereifte Windanlagen. Als Grundlage für die Konstruktion wird häufig das technische Konzept des Schotten Hugh Piggott genommen. 6
Foto: windempowerment.org Perfekte Lehrobjekte Kleinwindanlagen sind tolle Lehrobjekte, die verschiedene Fachgebiete ansprechen: Physik (Windenergie und Aerodynamik), Mechanik und Elektrotechnik. Interdisziplinäre Anschauung von Ökostromtechnologie. Vor allem durch den Selbstbau von Kleinwindrädern kann man viel lernen. Foto: Pictorius Berufskolleg Coesfeld 7
3 Vier wichtige Erfolgsfaktoren Vor allem vier kritische Faktoren muss man prüfen, verdeutlicht durch die folgenden Fragen: 1. Ist der Wind auf meinem Grundstück stark genug? Eine Solarstromanlage im Schatten wird kein Strom oder nur wenig Strom erzeugen. Genauso verhält es sich mit einer Windturbine im Windschatten. In windarmen Lagen machen Kleinwindkraftanlagen keinen Sinn. Ohne Wind, keine Energie. Es gibt mehr geeignete Standorte für Solaranlagen, als für Kleinwindanlagen. Denn der Einstrahlungswinkel der Sonnenstrahlen ist schräg von oben, vor allem im Sommer, wenn die Sonne hoch am Himmel steht. Hindernisse führen eher selten zu einer Verschattung. Der vom Rotor eines Windgenerators verwertbare Wind dagegen bewegt sich parallel zur Erdoberfläche. Der Wind kommt von der Seite. Die folgende Abbildung zeigt, dass für das Haus eine Solaranlage geeignet ist. Die Solarstrahlung erreicht die Solarmodule auf dem Dach, ohne auf Hindernisse zu treffen. Die Windanlage auf kleinem Mast neben dem Haus steht im Windschatten. Der Baum links an der Grundstücksgrenze ist eine Windbarriere. Aus diesem Grund sind beispielsweise Lagen inmitten von Wohngebieten oft nicht geeignet. Grafik: Patrick Jüttemann 8
Vom Aufstellungsort der Windanlage betrachtet, dürfen vor allem in westlicher Richtung keine Hindernisse vorhanden sein. In Mitteleuropa ist dies meistens die Hauptwindrichtung, aus dem Westen kommt der starke Wind. Je nach Region kann dies eher Südwest, Nordwest oder Westen sein. Windbarrieren z. B. in Form von Bäumen und Häusern in Hauptwindrichtung müssen weit genug entfernt stehen, um die Blockadewirkung abzuschwächen. Je höher das Hindernis, desto größer muss der Abstand von diesem Hindernis sein. Eine Daumenregel besagt, dass der Abstand zum Hindernis das Zwanzigfache der Hindernishöhe betragen muss. Besteht das Hindernis beispielsweise aus einer 10 m hohen Baumreihe, dann sollte die Anlage 200 m von dieser Baumreihe entfernt stehen. Die folgende Grafik verdeutlicht die Zusammenhänge. Grafik: Patrick Jüttemann Beispiele für windstarke Lagen: Westlicher Siedlungsrand, Höhenlagen und Westhanglagen sowie Einzellagen. 2. Benötige und bekomme ich eine Baugenehmigung für die Windanlage? Eine fest mit dem Untergrund verbundene Kleinwindkraftanlage wird rechtlich als ein Bauwerk eingestuft und benötigt in vielen Fällen eine Baugenehmigung. Miniwindanlagen auf mobilen Objekten wie z. B. Segelschiffen benötigen keine Genehmigung. Die Notwendigkeit einer Baugenehmigung für kleine Windkraftanlagen ist zum Großteil dem Rotor geschuldet. Dieser kann Emissionen in Form von Schall und Schatten verursachen. 9
In manchen Bundesländern wird für kleine Windanlagen bis 10 m Höhe auf eine Baugenehmigung verzichtet. Mehr zum Thema Genehmigung in Kapitel 5. 3. Kann ich den Windstrom selbst nutzen? Wer sich eine Kleinwindkraftanlage anschaffen möchte, muss den Strom selbst verwerten können. Eine Einspeisung ins Stromnetz ist nicht sinnvoll, da der Einspeisetarif unter 8 Cent pro kwh liegt. Verbraucht man den Strom selbst, spart man Stromkosten in Höhe des eigenen Strompreises. Bei Haushalten wird dieser rund 30 Cent pro kwh betragen, bei landwirtschaftlichen Betrieben rund 20 Cent. Sollte ein Batteriespeicher vorhanden sein, kann die Eigenverbrauchsquote erhöht werden. Im Laufe eines Jahres wird die kleine Windanlage besonders in den Herbst- und Wintermonaten Strom erzeugen. Das muss zum Verbrauchsmuster des Betreibers passen. Optimal ist eine Eigenverbrauchsquote von 100 %. Dann wird der Windstrom komplett selbst genutzt. Grafik: fischer-cg.de / Fotolia.com 10
4. Ist die Windanlage effizient und sturmsicher? Bestehen für Baugenehmigung und Windpotenzial grünes Licht, erfolgt die Auswahl der Anlagentechnik. Bei einer Betriebszeit von 20 Jahren muss die Windturbine Stürme überstehen. Die hohe mechanische Belastung verlangt eine hochwertige Technik. Das vermeintliche Schnäppchen aus Fernost kann sich nach wenigen Jahren als Totalausfall entpuppen. Längst nicht jede in Deutschland angebotene Kleinwindanlage hat ihre Marktreife unter Beweis gestellt. 11
4 Windmessung Je mehr Windenergie, desto mehr Strom wird erzeugt. Je mehr Strom erzeugt wird, desto geringer sind die Kosten der selbst erzeugten Kilowattstunde Strom. Fazit: Je mehr Wind, desto wirtschaftlicher die Kleinwindanlage. Wer sich mit Kleinwindanlagen beschäftigt, kommt um das Thema Windmessung nicht herum. Andere Methoden zur Erfassung des Windpotenzials eines konkreten Standorts sind zu ungenau. Das gilt für Windkarten und Online-Tools sowie Verfahren der Fernerkundung. Aussagekräftige Daten bekommt man nur mit einer Windmessung. Ebenfalls keine gute Entscheidungsgrundlage sind persönliche Vermutungen, nach dem Motto: Bei mir bläst der Wind immer stark. Wind ist nicht gleich Wind: Bei dem gefühlt starken Wind kann es sich um turbulenten Wind handeln. Turbulenzen im Sinne von Verwirbelungen können von der Kleinwindanlage kaum in Strom umgewandelt werden. Eine Windmessung kann man selbst durchführen. Wichtig ist die Verwendung eines Windmessgeräts mit ausreichender Qualität. Viele Wetterstationen aus dem Elektronikshop erfüllen diese Anforderung nicht, wie z. B. im nächsten Foto. Foto: Patrick Jüttemann 12
Geeignete Windmesser sind ab ca. 350 Euro erhältlich. Wer die Messung nicht selbst durchführen will, kann spezialisierte Dienstleister beauftragen. Hochwertige Windsensoren werden im folgenden Foto dargestellt. Häufig werden die Windsensoren auf einem 10 m hohen Mast installiert. Foto: Inensus GmbH Optimal ist ein Messzeitraum von einem Jahr. Dann werden alle saisonalen Unterschiede des standortspezifischen Windangebots erfasst. Der Messzeitraum sollte mindestens 4 Monate betragen, möglichst während der windstarken Herbst- und Wintermonate. Es gilt keine Zeit zu verlieren, man sollte so schnell wie möglich anfangen zu messen. Das Windangebot wird in der Regel als mittlere Jahreswindgeschwindigkeit in Meter pro Sekunde (m/s) angegeben. Ein guter Standort im Binnenland hat einen Wert von rund 4 m/s. An der Küste können mittlere Jahreswindgeschwindigkeiten über 5 m/s erreicht werden. Wichtig ist folgender Zusammenhang: Die Windleistung steigt überproportional mit wachsender Windgeschwindigkeit. Verdoppelt sich die Windgeschwindigkeit, kommt es zu einem achtfachen Anstieg der Leistung. An einem Standort mit 5 m/s wird eine Kleinwindanlage durchaus doppelt so viel Strom pro Jahr erzeugen, wie bei 4 m/s mittlerer Jahreswindgeschwindigkeit. 13
5 Genehmigung Baurechtlich treten Kleinwindkraftanlagen in den meisten Fällen als sogenannte Nebenanlagen in Erscheinung. Die Nebenanlage in Form einer Kleinwindanlage versorgt die Hauptanlage, wie z. B. ein Wohnhaus oder eine Gewerbehalle, mit Strom. Eine Großwindkraftanlage dagegen, die fernab der Baugebiete aufgestellt wird, steht als bauliche Anlage für sich, sie ist selbst eine Hauptanlage mit dem Zweck, Strom zu produzieren und an Dritte zu verkaufen. Kleinwindanlagen müssen in der Nähe des Verbrauchers installiert werden, sonst könnte der Eigenverbrauch des Windstroms technisch nicht umgesetzt werden. Eine Voraussetzung der Einordnung einer Kleinwindanlage als Nebenanlage ist, dass sie dem Hauptgebäude untergeordnet ist. Diese Unterordnung gilt zum einen räumlich-gegenständlich, d. h. die Windanlage darf das Gebäude nicht zu weit überragen, sie muss optisch untergeordnet sein. Zum anderen ist damit eine funktionale Unterordnung gemeint, über 50 % der Energie muss für den Selbstverbrauch verwendet werden. Wenn ein Großteil des Stroms eingespeist wird, liegt keine funktionale Unterordnung vor. Wichtigste Gesetzesgrundlage ist das Bauordnungsrecht der einzelnen Bundesländer. Die Unterschiede in den Landesbauordnungen führen zu einem Flickenteppich des Genehmigungsrechts für kleine Windanlagen in Deutschland. Theoretisch sind Kleinwindkraftanlagen im sogenannten Innenbereich zulässig, damit sind die bebauten Ortsteile gemeint, darunter Wohngebiete. Das heißt aber nicht, dass die Miniwindanlage auf jedem Grundstück errichtet werden kann. In der praktischen Umsetzung gibt es divergierende Gerichtsurteile und Meinungen. Es kommt auf den Einzelfall an. Bei der Aufstellung einer Kleinwindanlage im Außenbereich, d. h. auf dem Land außerhalb bebauter Ortsbereiche, sind die Aussichten besonders gut, da Windkraftanlagen zu den privilegierten Vorhaben zählen. Ob eine Baugenehmigung benötigt wird, hängt mit der Höhe der Windanlage zusammen. In den vergangenen Jahren sind immer mehr Bundesländer dazu übergegangen, sehr kleine Anlagen unter 10 m Höhe von der Genehmigung zu befreien. Diese bürokratische Erleichterung ist prinzipiell zu begrüßen. Doch man sollte vorab prüfen, ob in einer geringen Höhe von 10 m der Wind stark genug ist. 14
Notfalls muss man einen höheren Mast nehmen, so dass der Wind in Rotorhöhe stärker ist. Eine Baugenehmigung ist dann allerdings notwendig. Die folgende Tabelle zeigt, in welchen Bundesländern für sehr kleine Windanlagen keine Baugenehmigung notwendig ist. Verfahrensfreie Vorhaben: Keine Baugenehmigung notwendig, ohne Anzeigepflicht. Genehmigungsfreie Vorhaben: Keine Baugenehmigung notwendig, mit Anzeigepflicht beim Bauamt. Verzicht auf Baugenehmigung Baden-Württemberg Bayern Berlin Brandenburg Bremen Hamburg Hessen Mecklenburg-Vorpommern Niedersachsen NRW Rheinland-Pfalz Saarland Sachsen Sachsen-Anhalt Schleswig-Holstein Thüringen Verfahrensfrei bis 10 m Nabenhöhe Verfahrensfrei bis 10 m Gesamthöhe Nein Genehmigungsfrei bis zu 10 Meter Höhe und einem Rotordurchmesser bis zu 3 Meter außer in reinen Wohngebieten. Nein Verfahrensfrei bis 15 m Gesamthöhe in Gewerbe, -Industrie und Hafengebieten Verfahrensfrei bis 10 m Gesamthöhe in Gewerbe- und Industriegebieten sowie vergleichbaren Gebieten Verfahrensfrei bis 10 m Gesamthöhe und Rotordurchmesser bis 3 m. Außer in reinen, allgemeinen und besonderen Wohngebieten sowie Mischgebieten Nein Genehmigungsfrei bis 10 m Gesamthöhe außer in Wohn- und Mischgebieten Genehmigungsfrei bis 10 m Gesamthöhe in Gewerbe- und Industriegebieten sowie Außenbereich Verfahrensfrei bis 10 m Gesamthöhe Verfahrensfrei bis 10 m Gesamthöhe und Rotor bis 3 m, außer reine Wohngebiete Verfahrensfrei bis 10 m Gesamthöhe und Rotor bis 3 m in Gewerbe- und Industriegebieten Verfahrensfrei bis 10 m Gesamthöhe und Rotordurchmesser bis 3 m in Kleinsiedlungs-, Kern-, Gewerbe- und Industriegebieten sowie in vergleichbaren Sondergebieten und im Außenbereich Verfahrensfrei bis 10 m Gesamthöhe und Rotor bis 3 m außer Wohngebiete und Schutzgebiete im Außenbereich 15
Wenn eine Kleinwindanlage auf Grundlage der Landesbauordnung ohne Genehmigung aufgestellt wird, hat der Betreiber kein Anrecht auf dauerhaften Betrieb der Anlage. Dieses Recht besteht nur bei einer Baugenehmigung. Der Betreiber ist verpflichtet, die sogenannten öffentlichen Belange zu wahren. Dazu gehören Aspekte wie Geräuschimmissionen, Abstandsflächen, Denkmalschutz und der Naturschutz. Zuständig für die Baugenehmigung ist das lokale Bauamt. Der Erfolg eines Kleinwind-Projekts hängt von den einzelnen Personen in den Bauämtern und Fachbehörden vor Ort ab. Deren Genehmigungspraxis ist äußerst unterschiedlich. Manche Bauämter sind offen und kooperativ, andere Behörden wollen das Kleinwindrad verhindern. Auch dann, wenn objektiv nichts gegen das Miniwindrad spricht und die Nachbarn einverstanden sind. Eine zentrale Ursache für die ablehnende Haltung mancher Behörden ist dem fehlenden Wissen über Kleinwindkraftanlagen geschuldet. Auf der anderen Seite gibt es die zahlreichen positiven Fälle. Die Genehmigungsbehörden, teils unterstützt von Gemeinde und Bürgermeister, erkennen in Kleinwindkraftanlagen eine ausgereifte Technologie für die dezentrale Stromversorgung. Man sollte frühzeitig die Nachbarn in die Planungen einweihen und deren Einverständnis einholen. Bevor man mit dem Bauamt Kontakt aufnimmt. 16
6 Ermittlung des Stromertrags Die jährliche Stromerzeugung einer Kleinwindanlage hängt vor allem von zwei Faktoren ab: dem Windangebot in Rotorhöhe und dem Rotordurchmesser. Das Windangebot in Form der mittleren Jahreswindgeschwindigkeit wird durch eine Windmessung ermittelt (siehe dazu Kapitel 4). Auf dem Kleinwindkraft-Portal können mit einem kostenfreien Online-Rechner die Jahresstromerträge und Wirtschaftlichkeit verschiedener Windgeneratoren berechnet werden. Zur Auswahl stehen Windkraftanlagen, deren Leistungskurven von unabhängigen Prüfinstituten vermessen wurden. Alle wählbaren Windanlagen werden am Markt angeboten. Name von Hersteller und Modell wurden nicht genannt. Der Rechner umfasst ausschließlich Windgeneratoren mit horizontaler Rotorachse und ist unter folgender Webadresse erreichbar: www.klein-windkraftanlagen.com/kleinwindanlagen-rechner Hier der für die Ertragsberechnung relevante Teil des Online-Rechners: 17
Zum Online-Rechner gibt es ein Lern-Video und eine extra Seite mit Erläuterungen zur Funktionsweise. Die Verweise zum Video und zur Hilfe-Seite stehen oberhalb des Rechners, im folgenden Screenshot rot unterstrichen. Die Ergebnisse in der folgenden Tabelle wurden mit dem Kleinwindanlagen- Rechner ermittelt: Nennleistung bei Wind von Rotor- Durchmesser Jahresertrag bei 4 m/s Jahresertrag bei 5 m/s Windturbine A 3 kw 12 m/s 4,0 m 1.780 kwh 3.600 kwh Windturbine B 5 kw 12 m/s 5,5 m 4.680 kwh 8.500 kwh Windturbine C 10 kw 11 m/s 7,1 m 8.700 kwh 16.400 kwh Windturbine D 10 kw 9 m/s 9,7 m 13.400 kwh 22.000 kwh (Anmerkung: Weibull k-wert = 2) Die Nennleistung einer Windturbine bezieht sich immer auf eine bestimmte Windgeschwindigkeit. Diese wird in der Spalte bei Wind von angegeben. Die beiden rechten Spalten geben die Jahresstromerträge bei 4 und 5 m/s mittlerer Windgeschwindigkeit an. Aufschlussreich ist der Vergleich der Windturbinen C und D. Beide haben eine Nennleistung von 10 kw. Windturbine D ist aber deutlich ertragsstärker aufgrund des größeren Rotors. Die Nennleistung ist offensichtlich kein guter Indikator für die Auswahl einer Windanlage. Die Größe des Rotors ist entscheidend. 18
7 Wirtschaftlichkeit und Kosten Lohnt sich eine Kleinwindkraftanlage? Eine häufig gestellte Frage. Die meisten in Mitteleuropa betriebenen Kleinwindräder versorgen ans öffentliche Stromnetz angeschlossene Häuser. Deshalb muss man folgende Überlegung anstellen: Kann ich mit einer kleinen Windanlage günstiger Strom erzeugen, als ich ihn beim Energieversorger einkaufe? Wenn das der Fall ist, kann man mit einer Kleinwindanlage Stromkosten sparen. Zunächst muss man ermitteln, wie viel eine Kilowattstunde Strom kostet, die durch die Kleinwindanlage produziert wird. Man bezeichnet dies als Stromgestehungskosten: der entscheidende Parameter bei der Wirtschaftlichkeit von Kraftwerken. Stromgestehungskosten = Kosten pro Kilowattstunde Strom (Euro/kWh). Wenn ich mit meiner eigenen Kleinwindkraftanlage Strom zu 25 Cent pro kwh erzeugen kann und ihn für 30 Cent pro kwh beim Stadtwerke einkaufe, dann kann ich mit der Windanlage Stromkosten sparen. Vorausgesetzt ich kann den Strom selbst verbrauchen. Die Betriebszeit eines Kraftwerks wird in der Regel auf 20 Jahre ausgelegt. Die Kernfragen lauten: Wie hoch sind die Gesamtkosten des Kraftwerks im Laufe von 20 Jahren? Wie viel Strom wird im Laufe von 20 Jahren durch das Kraftwerk erzeugt? Verursacht eine Kleinwindanlage in 20 Jahren Gesamtkosten von 20.000 Euro und produziert während der Betriebszeit 80.000 kwh Strom, lautet eine einfache Berechnung der Stromgestehungskosten: 20.000 / 80.000 = 0,25 Euro/kWh. Für private Betreiber von Kleinwindkraftanlagen gilt: die Stromgestehungskosten werden in den meisten Fällen höher als der Strompreis sein, der in Deutschland zurzeit bei rund 30 Cent pro kwh liegt. Die Gründe: eher windschwache Standorte und niedrige Masten sowie ein geringer Stromverbrauch und damit verbunden eine geringe Eigenverbrauchsquote. Trotzdem sind Kleinwindanlagen bei privaten Hausbesitzern beliebt. Nicht Rendite und Wirtschaftlichkeit sind die Anschaffungsmotive, sondern Umweltbewusstsein, Spaß an der Technik und die Ergänzung einer PV-Anlage zur Erhöhung der Selbstversorgung. 19
Gewerbebetriebe und Landwirte mit hohem Stromverbrauch und einer windstarken Lage können sehr wohl Stromkosten sparen. Für Berechnungen der Wirtschaftlichkeit kleiner Windkraftanlagen kann ebenfalls der kostenfreie Kleinwindanlagen-Rechner verwendet werden. Im folgenden Screenshot des Rechners kann man erkennen, dass neben den Stromgestehungskosten auch die Amortisationszeit und das Ergebnis nach 20 Jahren berechnet werden. Über den Parameter-Schnellzugriff rechts können die wichtigsten Werte verändert werde. Um die Wirtschaftlichkeit ermitteln zu können, müssen die Kosten bekannt sein. Was kostet eine Kleinwindkraftanlage? Die Gesamtkosten für eine schlüsselfertige Kleinwindkraftanlage inklusive Montage, Systemkomponenten, Fundament und 20
Mast liegen zwischen 3.000 und 10.000 Euro pro Kilowatt installierter Leistung, ohne Mehrwertsteuer. Im Schnitt 5.000 Euro pro Kilowatt Leistung, so wie oben im Screenshot des Rechners angegeben. Die Betriebskosten sind überschaubar. Pauschal können als jährliche Betriebskosten 1,5 % der anfänglichen Anlagenkosten in Form der Windanlage plus Komponenten angesetzt werden. Entscheidend für die laufenden Kosten: der Wind als Treibstoff ist umsonst. 21
8 Dachmontage Dächer eignen sich oft nicht für die Installation einer Kleinwindkraftanlage. Wenn möglich sollte man die Installation auf einem ebenerdigen Mast neben dem Haus wählen. Wenn Solaranlagen ohne Probleme auf Dächer installiert werden können, warum dann nicht auch Kleinwindkraftanlagen? Aufgrund schwieriger Windbedingungen und Körperschallübertragungen. Höhe und Form des Daches spielen eine wichtige Rolle. Das Flachdach einer hohen Industriehalle kann geeignet sein, das Giebeldach eines Einfamilienhauses im Wohngebiet nicht. In Bezug auf die Windbedingungen wird eine Windmessung die Wahrheit ans Licht bringen. Körperschallübertragungen können zu störenden Geräuschen innerhalb des Gebäudes führen. Die durch den Rotor erzeugten Schwingungen übertragen sich auf das Gebäude, welches als Resonanzkörper fungiert. Das ist vor allem für Gebäude relevant, in dem sich oft Menschen aufhalten, weil sie dort wohnen oder arbeiten. In einer als Lagerraum genutzten Scheune wird der Schall niemand stören. Foto: Joe Smith, NREL 22
9 Schall Schallausbreitung durch den Rotor der Windanlage kann nicht nur im Rahmen der Genehmigung ein Thema sein. Betreiber von Kleinwindkraftanlagen wohnen oder arbeiten oft in der Nähe der Anlage und wollen durch diese nicht gestört werden. Gemessene Schallwerte auf dem Papier sind die eine Seite der Medaille, die akustische Wahrnehmung vor Ort die andere. Vor dem Kauf einer Kleinwindkraftanlage sollte man sich diese an einem windstarken Tag im Betrieb anhören. Die Geräuschcharakteristik ist nicht nur durch Lautstärke, sondern auch durch die Frequenz gekennzeichnet. Jede Windturbine hat ihren eigenen Sound. Der Wind erzeugt bei hoher Geschwindigkeit selbst Geräusche, die den Schall der Windturbine je nach Frequenz mehr oder weniger überlagern. Vergleicht man die Schallwerte diverser Kleinwindanlagen, die unter gleichen Testbedingungen gemessen wurden, so erkennt man erhebliche Unterschiede. Dabei können Windanlagen mit sehr kleinem Rotor lauter sein, als Anlagen mit viel größerem Rotordurchmesser. Viele Hersteller haben schalltechnische Vermessungen durchführen lassen und stellen die Daten bereit. Anhand eines Diagramms oder einer Tabelle kann man ablesen, wie sich der Schall mit zunehmender Distanz zum Rotor verringert. Viele moderne Kleinwindanlagen sind leise, da die Aerodynamik der Flügel auf eine geringe Schallausbreitung ausgelegt wurde. Die Zulässigkeit für Schallwerte wird in der TA Lärm (Technische Anleitung zum Schutz gegen Lärm) festgesetzt. Die Toleranzschwellen sind je nach Gebietsform und Tageszeit unterschiedlich: Gebietsform Tag (6 bis 22:00 Uhr) Nacht (22 bis 6:00 Uhr) Industriegebiete 70 db(a) 70 db(a) Gewerbegebiete 65 db(a) 50 db(a) Kern-, Dorf- und Mischgebiete 60 db(a) 45 db(a) Allgemeine Wohngebiete 55 db(a) 40 db(a) Reine Wohngebiete 50 db(a) 35 db(a) Kurgebiete, Krankenhäuser 45 db(a) 35 db(a) 23
10 Einfluss auf Vögel und Fledermäuse Bisherige Forschungen und Beobachtungen an Kleinwindanlagen haben ergeben, dass ein geringes Tötungsrisiko von Vögeln und Fledermäusen besteht. Das könnte mit der vergleichsweise hohen Drehzahl der Rotoren zusammenhängen, die von den Flugtieren als Scheibe wahrgenommen werden. Neben dem Tötungsrisiko durch die Kollision mit dem Rotor könnte die Gefahr bestehen, dass die Tiere sich von der Anlage gestört fühlen und ihren Lebensraum verlassen. Forschungen einer schottischen Universität kamen zu dem Ergebnis, das Vögel aufgrund von Kleinwindkraftanlagen ihr Verhalten nicht ändern. Fledermäuse dagegen neigen zu einer Meidung der Windturbinen in einem Umkreis von 20 Metern. Das Landesamt für Umwelt, Wasserwirtschaft und Gewerbeaufsicht in Rheinland- Pfalz hat im Frühjahr 2015 einen Leitfaden herausgegeben, der Empfehlungen für den Artenschutz mit Bezug zu Kleinwindkraftanlagen gibt. Nach Angabe des Fachamts ist für Vögel ein erhöhtes Risiko durch Kleinwindkraftanlagen auszuschließen. Ein Kollisionsrisiko und naturschutzrechtliche Tatbestände können sich in Bezug auf Fledermäuse ergeben. Sofern Fledermäuse in der Nähe der Kleinwindanlage zu vermuten sind. Als eine Lösung wird im Leitfaden ein Mindestabstand von 20 m zu Fortpflanzungs- und Ruhestätten vorgeschlagen. Auch die Abschaltung der Windanlage während der Flugzeiten ist eine Lösung. Vorteilhaft ist, dass die Flugtiere meistens nicht aktiv sind, wenn das Kleinwindrad läuft und nennenswert Strom produziert. Unter anderem deshalb, weil sie im windstarken Winter ihren Winterschlaf halten. Zudem stellen die Tiere schon bei mittelstarkem Wind ab rund 6 m/s das Fliegen ein. Diese Verhaltensweisen von Fledermäusen sprechen dafür, dass die Konflikte viel geringer sind, als von manchen Naturschutzbehörden vermutet wird. 24
11 Bauform: Horizontale und vertikale Windanlagen Keine Anlagentechnik der Erneuerbaren Energien zeigt eine so große Vielfalt unterschiedlicher Typen und technischer Konzepte wie die Kleinwindkraft. Eine spannende Herausforderung für Ingenieure, verwirrend für die Käufer. Der Rotor ist das entscheidende Bauteil, da er für die Energieumwandlung zuständig ist. Wirkungsgrad und Stromerträge einer Windanlage hängen zunächst vom Rotor ab, nicht von der Leistung des Generators. Das Aussehen des Rotors wird essenziell durch die Lage der Rotorachse beeinflusst. Wenn von horizontaler oder vertikaler Windkraftanlage gesprochen wird, so ist die Lage der Rotorachse gemeint. In den folgenden Grafiken wird die Lage der Rotorachse durch einen dunklen Strich verdeutlicht. Horizontale Windanlage Vertikale Windanlage Grafik: Holger Hartz, modifiziert von P. Jüttemann Stand der Technik sind horizontale Windkraftanlagen. Das gilt für Kleinwindkraftanlagen wie für Multimegawattanlagen. Die Menschheit beschäftigt sich seit Jahrhunderten mit der Konstruktion von Windkraftanlagen. Es wurden die verschiedensten Konzepte entwickelt und erprobt. Seit den siebziger Jahren des letz- 25
ten Jahrhunderts erleben Forschung und Entwicklung von Windkraftanlagen einen Boom unter Einsatz erheblicher finanzieller Mittel. Nicht nur Forschung und Entwicklung, sondern auch die faktische Marktlage zeigen: an horizontalen Windanlagen führt zurzeit kein Weg vorbei, wenn man Windstrom zu möglichst geringen Kosten mit einer zuverlässigen und markterprobten Technik erzeugen will. Der maßgebliche Grund für die niedrigeren Wirkungsgrade und Stromerträge von Vertikalläufern entspringt einem aerodynamischen Nachteil: Eine Hälfte der Rotorfläche bewegt sich gegen den Wind. Eine Hälfte des Rotors wird vom Wind angeschoben, die andere Hälfte führt die Gegenbewegung aus. Bei einem Rotor mit horizontaler Achse herrscht dagegen ein homogener aerodynamischer Antrieb. Fast alle weltweit zertifizierten Windkraftanlagen sind Horizontalläufer. Foto: Patrick Jüttemann 26
Man muss das Marktsegment vertikaler Windanlagen im Auge behalten. Weltweit gibt es diverse Forschungs- und Entwicklungsprojekte sowie Startup- Unternehmen. Im Kleinwind-Marktreport wurden erstmals im März 2016 fünf Windradmodelle mit vertikaler Achse aufgenommen. Die Marktanalyse umfasst ausschließlich empfehlenswerte Windgeneratoren. Das spricht dafür, dass vertikale Kleinwindanlagen einen nachhaltigen Markteinstieg schaffen könnten. Das Interesse an vertikalen Windrädern ist groß. 27
12 Auslegung einer Windanlage Wie geht man bei der Größenbestimmung einer Windanlage vor? Ziel ist eine Maximierung des Eigenverbrauchs des selbst produzierten Windstroms. Einspeisung und Vergütung des Stroms ist nicht wirtschaftlich. Zunächst muss man den eigenen Strombedarf ermitteln. Die Jahresstromproduktion der Windanlage sollte deutlich niedriger sein, als der Strombedarf. Nicht immer, wenn Windstrom produziert wird, kann er auch verbraucht werden. Vor allem die potenziell ertragsstarken Herbst- und Wintermonate muss man im Blick haben. Für das hohe Angebot an Windstrom müssen Stromverbraucher vorhanden sein. Foto: Patrick Jüttemann Problematisch bei der Windenergie sind die großen Schwankungen innerhalb eines Jahres und im langjährigen Verlauf. Während beispielsweise die Kleinwindkraftanlage im April des Vorjahres viel Strom produziert hat, kann der diesjährige April durch ein schwaches Windangebot gekennzeichnet sein. Die Solarstrahlung ist konstanter, entsprechend ist die Abstimmung von Stromproduktion und -bedarf bei Solaranlagen einfacher. Eine Kleinwindanlage kann nur gewissenhaft ausgelegt und ausgewählt werden, 28
wenn das Windpotenzial des Aufstellungsorts bekannt ist. Eine Windmessung wird die mittlere Jahreswindgeschwindigkeit ans Licht bringen. Die Tabelle mit Jahresstromerträgen in Kapitel 6 macht deutlich, welche großen Unterschiede im Ertrag resultieren, wenn die mittlere Windgeschwindigkeit nur um einen Meter pro Sekunde steigt. In der folgenden Tabelle wird beispielhaft gezeigt, welche monatlichen Stromerträge eine Windanlage mit 6 kw Nennleistung und einem Rotordurchmesser von 6 m bei einer mittleren Jahreswindgeschwindigkeit (v mittel) von 4,03 m/s erreicht. Das Windangebot ist für einen guten Binnenlandstandort realistisch. v mittel (m/s) Stromertrag (kwh) Januar 4,88 817 Februar 4,37 608 März 4,34 558 April 3,66 348 Mai 3,75 378 Juni 3,42 273 Juli 3,75 378 August 3,57 317 September 3,64 342 Oktober 4,08 492 November 4,43 633 Dezember 4,48 704 Gesamtes Jahr 4,03 5.847 Wenn die Windmessung in 10 m Höhe eine zu geringe Windleistung ergeben hat, kann mit einem höheren Mast das Windangebot oft deutlich verbessert werden. Damit verbunden sind allerdings höhere Investitionskosten. Mit dem Kleinwindanlagen-Rechner können die Masthöhe verändert und die Auswirkung auf Windangebot und Jahresertrag ermittelt werden. Einen häufigen Fehler bei der Auslegung von Windanlagen sollte man vermeiden: die Nennleistung als Maßstab zu nehmen. Der Rotordurchmesser ist entscheidend für die Ertragskraft, nicht die Generatorleistung. 29
13 Aktuelle Marktlage Deutschland gehört nicht zu den führenden Märkten für Kleinwindkraftanlagen. Während die Politik hierzulande frühzeitig sehr gute Rahmenbedingungen für Großwindkraft- und Photovoltaikanlagen in Form hoher Einspeisetarife eingeführt haben, wurde die Kleinwindkraft sträflich vernachlässigt. Weltweit gesehen ist China der führende Markt, unter den westlichen Industrienationen die USA. Kein Grund in Deutschland zu verzagen, denn aufgrund der hohen Strompreise wird es immer reizvoller, den Strom selbst zu erzeugen. Der Markt für Kleinwindkraftanlagen hierzulande folgt der weltweiten Entwicklung: Auf der Angebotsseite hat noch keine Marktbereinigung stattgefunden, wie beispielsweise in der Photovoltaik-Branche. Schätzungsweise werden in Deutschland über 200 verschiedene Windgeneratoren-Modelle mit einer Leistung unter 100 kw angeboten. Dazu zählen auch Miniwindräder mit wenigen hundert Watt, die über Onlineshops bezogen werden können. Die Anlagentechnik ist durch erhebliche Qualitätsunterschiede gekennzeichnet. Die Branche hat dezidiert ein Qualitätsproblem. Neben den vielen Herstellern qualitativ hochwertiger und effizienter Kleinwindkraftanlagen gibt es erstaunlich viele Anbieter mit fragwürdiger Technik. Für die Märkte in Deutschland, der Schweiz und Österreich wird die Situation verschärft durch das Fehlen eines Qualitätslabels für Kleinwindanlagen, wie z. B. die Zertifizierungsstandards in den USA und Großbritannien. Alles in allem steht in Deutschland die Kleinwindkraft noch am Anfang, eine junge Branche mit den typischen Kinderkrankheiten. Wer die PV-Branche vor 15 Jahren erlebt hat weiß, dass es bei der Umsetzung einer Solarstromanlage nicht immer so einfach war wie heute. Das gilt für alle Aspekte wie Anlagentechnik, Systemkosten, Genehmigung und Installation. Es gibt noch eine Vielzahl guter Standorte, die sich für die Installation einer Kleinwindkraftanlage eignen. Das Standortpotenzial ist aber geringer als bei Solaranlagen. Schlichtweg weil viele Standorte in bebauten Gebieten im Windschatten liegen. Alles in allem ist Optimismus angesagt: Wachstumspotenzial ist in der deutschen Kleinwind-Branche reichlich vorhanden. 30
Ein Kennzeichen des Kleinwindkraft-Marktes ist das regelmäßige Erscheinen von Anbietern mit mangelhafter Anlagentechnik und unseriösen Verkaufspraktiken. Das gilt nicht nur für Deutschland, sondern für alle westlichen Industrieländer. Ein Wirkungsgrad der Windanlage über 100 %, obwohl nur maximal 59 % physikalisch möglich sind? Kein Problem für manche Kleinwind-Firmen. In den USA gelten deshalb strenge Qualitätsanforderungen, um minderwertiger Kleinwind-Technik Fördergelder zu verwehren und den Marktzugang zu erschweren. Das US- Energieministerium hat diese Maßnahmen des Verbraucherschutzes in den letzten Jahren kontinuierlich verschärft. Es gibt in Deutschland, Österreich und der Schweiz hervorragende Anbieter von Kleinwindkraftanlagen, die den Kunden ehrlich beraten. An einem windstarken Standort wird man viel Spaß mit diesen Windturbinen haben. Generell sollte man sich als Käufer sich nicht nur auf die Angaben des Verkäufers verlassen. Foto: Lely Aircon 31
14 Häufige Fehler bei Planung und Kauf Ungeduld und vorschnelles Aufgeben Eine Solarstromanlage, die man heute bestellt, kann in wenigen Tagen schlüsselfertig installiert sein. Die Planung ist vergleichsweise einfach. Die Umsetzung von Kleinwindkraftanlagen ist langwieriger und anspruchsvoller. Das ist nicht jedermanns Sache. Man muss geduldig sein. Windverhältnisse überschätzen Wenn man pauschal von starkem Wind auf seinem Grundstück ausgeht, ist der Wunsch nicht selten der Vater des Gedankens. Besser mit einer Windmessung die exakten Daten ermitteln. Später und unvorbereiteter Kontakt mit Bauamt Der Prozess der Baugenehmigung ist in der Regel zeitintensiv, deshalb muss man das Bauamt so früh wie möglich kontaktieren. Man muss sich darauf vorbereiten. Zum einen muss man die grundlegende Rechtslage kennen, um Einwänden begegnen zu können. Ferner sollte man dem Bauamt hilfreiches Informationsmaterial zu Kleinwindanlagen bereitstellen. Mast zu niedrig Kleinwindkraftanlagen werden in der Nähe des mit Energie zu versorgenden Gebäudes aufgestellt. In diesem Radius sucht man sich die windstärkste Stelle aus. Sollten die Windbedingungen immer noch zu schwach sein, bleibt nur ein höherer Mast. Ein höherer Mast verursacht zwar zusätzliche Kosten, kann sich aber aufgrund des stärkeren Winds und der höheren Stromproduktion rentieren. Nur aufgrund der Vermeidung einer Baugenehmigung einen niedrigen Mast zu nehmen macht keinen Sinn, wenn der Wind in 10 m Höhe zu schwach ist. Montage auf Dach bevorzugen Das gilt vor allem für niedrige Einfamilienhäuser. Das Flachdach einer hohen Industriehalle kann geeignet sein. Problematisch können turbulente Windverhältnisse und Körperschallübertragungen sein. Standard ist die Installation der Kleinwindkraftanlage auf einem ebenerdigen Mast neben dem Gebäude. 32
Schönes Design als Auswahlgrund Einige auf dem Markt angebotene Kleinwindkraftanlagen, vor allem mit vertikaler Rotorachse, bestechen durch ihr schönes und futuristisches Design. Doch man darf nicht vergessen, dass man ein Kraftwerk kauft. Die schöne Windanlage hat nichts mehr mit ökologischer Energietechnik zu tun, wenn aufgrund geringer Stromerträge keine energetische Amortisation der Windanlage erreicht wird. Zum nächsten Anbieter vor Ort gehen Entfernung zum Anbieter ist kein gutes Auswahlkriterium. Zunächst muss man eine geeignete Windanlage in Erfahrung bringen, die in Bezug auf Stromerträge und Qualität die Ansprüche erfüllt. Wenn konkrete Windradmodelle ermittelt wurden, die Anbieter kontaktieren und fragen, wo der nächste Servicepartner sitzt. Sturmsicherheit und Anlagenqualität unterschätzen Eine Solaranlage muss nicht vor zu starker Sonneneinstrahlung geschützt werden, je mehr Sonne, desto besser. Dagegen muss bei hohen Windgeschwindigkeiten die Kleinwindkraftanlage unbedingt mit einer zuverlässigen Sturmsicherung ausgestattet sein, um sie vor Zerstörung zu schützen. Dazu gehören eine ausgereifte Anlagenregulierung und Bremssysteme. Sicherheit hat ihren Preis. Alleine Angaben des Anbieters vertrauen Der Großteil der Anbieter von Kleinwindanlagen in Deutschland geht ehrlich mit den Kunden um. Allerdings gibt es schwarze Schafe. Man sollte unabhängige Informationsquellen zu Rate ziehen. Schauen Sie sich Anlagen im Livebetrieb an, sprechen Sie mit Betreibern. Optimal ist eine Zertifizierung der Anlage, dann hat man glaubhafte Daten zur Leistungskurve und Schallentwicklung. Auch Freilandtests unabhängiger Dienstleister und Testfeldbetreiber sind hilfreich. Ein Anbieter muss eine Aussage dazu treffen können, wie hoch die Jahresstromproduktion eines Windradmodells bei 4 m/s mittlerer Jahreswindgeschwindigkeit (guter Binnenlandstandort) und 5 m/s (guter Küstenstandort) sind. 33
15 Über den Autor Als Betreiber des Kleinwindkraft-Portals beschäftige ich mich täglich mit der weltweiten Entwicklung des Marktes für Kleinwindkraftanlagen: www.klein-windkraftanlagen.com Als herstellerneutraler Kleinwindkraft-Experte habe ich einen engen Draht zu Fachleuten in Unternehmen, Hochschulen und Forschungseinrichtungen. Ferner bin ich Sprecher der Regionalgruppe West im Bundesverband Kleinwindanlagen. Über mein Fachportal werde ich häufig von Verbrauchern und Anlagenbetreibern kontaktiert. Das ermöglicht mir einen Rundumblick auf die Branche mit ihren Chancen und Herausforderungen. Im Bereich der Erneuerbaren Energien arbeite ich seit über 15 Jahren, darunter für die EnergieAgentur.NRW. Patrick Jüttemann (Diplom-Geograph, Diplom-Kaufmann) Einen tieferen Einblick ermöglichen meine Publikationen: Kleinwind-Marktreport 2017 Ratgeber Kleinwindkraftanlagen PDF-Datei mit 193 Seiten. Empfehlenswerte Kleinwindanlagen. Bestellung: klein-windkraftanlagen.com Preis: 38,98 Euro. Fachbuch mit 237 Seiten. Als E-Book (PDF) oder Druck. Druckversion via amazon.de Preis: 29,99 Euro. 34