Klein-Windkraftanlagen

Ist von Windkraft oder -energie die Rede, so ist die kinetische Energie von Wind gemeint, also die bewegten Luftmassen der Atmosphäre, die mit technischen Mitteln nutzbar gemacht und meist zur regenerativen Stromerzeugung verwendet wird. Je nach Größe und Leistung kann man im Wesentlichen zwischen Groß- und Kleinwindenergieanlagen (KWEA) unterscheiden. Mit KWEA haben Hausbesitzer oder Grundstückseigentümer die Möglichkeit, den Wind als zusätzlichen Energielieferanten zu nutzen und beispielsweise andere regenerative Quellen zur Strom- oder Warmwassererzeugung zu unterstützen. Die Anlagen liefern eine maximale Leistung von 50 kW und dürfen eine Höhe von 30 Metern nicht überschreiten.

Gallerie

Anwendungsarten
In Europa werden Kleinwindkraftanlagen zur Erzeugung von Strom eingesetzt. Während bei netzgekoppelten Anlagen der Strom ins öffentliche Netz eingespeist wird, ist bei Inselanlagen kein Anschluss ans Stromnetz notwendig. Statt den Strom einzuspeisen, wird er entweder sofort verbraucht oder in einer Batterie bis zur bedarfsweisen Entnahme gespeichert.

Funktionsweise
Im Grunde handelt es sich bei einer KWEA um eine normale Windkraftanlage. Die einzigen Unterschiede zu herkömmlichen Windanlagen bestehen in der Höhe, Nennleistung und Platzierung der Kleinwindanlage. Wenn starker Wind auf die Rotorblätter trifft, beginnen sie sich zu drehen. Diese Windkraft wird im Inneren des Windrades in Strom umgewandelt, der uns anschließend mit Energie versorgt. Das Herzstück für die Stromerzeugung bildet dabei der im Rotor eingesetzte Umwandler oder Generator, der alle anderen Teile zusammenfügt.

Bauformen
Bei Kleinwindkraftanlagen unterscheidet man wie bei den Großturbinen zwischen Rotorblättern mit horizontaler oder vertikaler Achse. Trotz der recht großen Formenvielfalt haben sich auch hier Anlagen mit drei Rotorblättern, horizontaler Achse und einem gegen den Wind gerichteten Rotor mit aktiver Nachführung durchgesetzt. Hierbei handelt es sich durchweg um Auftriebsläufer: Die auf die Rotorblätter strömende Luft verursacht einen aerodynamischen Auftrieb durch das Vorbeiströmen am Blatt. Der entscheidende Vorteil von horizontalen Windkraftanlagen gegenüber Vertikal-Läufern ist deren höherer Wirkungsgrad und die entsprechend höheren Erträge.

Kleinwindkraftanlagen bedürfen wie die Großturbinen einer Baugenehmigung. Wesentliche Grundlage hierfür sind die Bauordnungen der Bundesländer. In manchen Bundesländern sind kleine Windräder bis zehn Meter Höhe genehmigungsfrei.

Standort
Für den erfolgreichen Betrieb einer Kleinwindkraftanlage ist eine windstarke Lage erforderlich. Essenziell ist die freie Anströmung des Windes aus der Hauptwindrichtung, die möglichst nicht durch Hindernisse blockiert wird. In Deutschland ist dies meist von West nach Ost. Demnach kommen westliche Randlagen bebauter Gebiete, Hang- oder Hügellagen, aber auch Wasserflächen zum Aufstellen einer Windanlage infrage. Ob der Standort jedoch wirklich geeignet ist, lässt sich durch die am Ort vorherrschende, mittlere Jahreswindgeschwindigkeit ermitteln.

Generell sollte die Windturbine an einem frei stehenden Mast oder Turm befestigt sein, der fest mit dem Erdboden verankert ist. Dachmontagen sind ebenfalls möglich, wobei geneigte Dächer sich eher als ungünstiger Standort erweisen. Hoch gelegene Flachdächer hingegen sind gut geeignet.

Leistung und Erträge
Für die Beurteilung der Wirtschaftlichkeit einer Kleinwindanlage sind neben den Kosten die Erträge der entscheidende Faktor. Tendenziell gilt: Je höher die Leistung und die Rotorfläche einer Anlage und je höher die mittlere jährliche Windgeschwindigkeit, desto höher die Jahresstromerträge. Da die Windverhältnisse an einzelnen Standorten erheblich differieren können, sind allgemeine Aussagen zu den Erträgen einer Anlage schwierig. In der folgenden Tabelle werden die Jahreserträge von Anlagen unterschiedlicher Leistung angegeben. Dabei wurden unterschiedliche Windverhältnisse herangezogen:


Quelle: Patrick Jüttemann / www.klein-windkraftanlagen.com

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