Kleinwindkraftanlagen: Stromerzeugung im eigenen Garten

Zuletzt aktualisiert am 24.10.2017

Kleinste Windanlagen auf Gärten und Booten kennen wir schon seit Jahrzenten. Mit fortschreitender Technik wird auch der Markt für klein- und mittelgroße Anlagen immer bedeutender. Im Jahr 2016 waren weltweit 326 verschiedene Hersteller für Kleinwindanlagen registriert. Dadurch entstehen unzählige Bauarten, Skalierungen und Nutzformen für die private Stromerzeugung.

Inhaltsverzeichnis

    Vergleich von Wind-, Solar- und Erdwärmeanlagen als PDF herunterladen

    Es gibt sie in typischer Windrad-Form oder mit horizontalen Rotorachsen, die eher einem Windspiel ähneln. Die Leistungsgrößen gehen von 0,2 kW Nennleistung (geeignet für Gartenlauben, Segelboote, Wohnmobile) bis über 50 kW (geeignet für Landwirtschaftsanlagen, Bürogebäude). Im Vergleich: Ein Offshore-Windrad hat eine Nennleistung von 2.000 bis 3.000 kW.

    Was in großem Stil auf den Meeren und an Land umgesetzt wird, erhält auch Einzug in den heimischen Garten. Windkraftanlagen nutzen die kinetische Energie des Windes und wandeln sie über Generatoren in elektrische Energie um. Besonders attraktiv sind diese für Eigenheimbesitzer, die energieautark - also selbstversorgend - bauen und sanieren wollen. Als ganzheitliches Konzept kann man so die kostenlosen und unerschöpflichen Energien aus Wind, Sonne, Erde und Luft für sich und seine Familie nutzen.

    Voraussetzungen: Wo weht der stärkste Wind

    Die wichtigsten Voraussetzungen beziehen sich im Zusammenhang mit Windkraft natürlich auf den Standort. Den ersten groben Anhaltspunkt können die Windkarten des Deutschen Wetterdienstes liefern, diese sind jedoch recht ungenau für kleine, lokale Winde. Sie sollten, wenn möglich, circa ein Jahr lang die Winde an Ihrem geplanten Standort messen.

    Liegt die jährliche Durchschnittsgeschwindigkeit unter 4 m/s ist der Standort ungeeignet.

    Quadratischer Anstieg der Energie

    Das Verhältnis von Windgeschwindigkeit zu Energie steigt quadratisch, das heißt, die doppelte Windgeschwindigkeit bringt die 4-fache Energie mit sich. Hier lohnt es sich also unbedingt, den bestmöglichen Standort auszusuchen und wenn nötig, z. B. in höhere Masten zu investieren.

    Eine freie Anströmung aus Westen ist förderlich, da diese die Hauptwindrichtung in Deutschland ist. Den genauen Grad der Hauptwindrichtung Ihres Wohnortes können Sie z. B. hier online recherchieren. Häuserschluchten und Windschneisen können sich unter Umständen positiv auf die Windstärke auswirken, da der Wind hier kanalisiert und verstärkt wird. Örtliche Gegebenheiten kann man durch entsprechende Windmessungen prüfen lassen.

    Installieren Sie die Anlage im Rahmen einer energetischen Sanierung Ihres Hauses, bei der auch Autarkie für Sie eine Rolle spielt, sollten Sie das System ganzheitlich gestalten. Das bedeutet, die Stromversorgung nicht allein vom Wind abhängig zu machen, sondern auch Sonnenenergie oder Geothermie für sich nutzbar zu machen. Die Systeme sollten über einen Speicher gekoppelt sein, um so die Grundsicherung in stillen, dunklen Tagen decken zu können.

    Vertikale Windkraftanlage

    Vertikale Windkraftanlage

    Foto: pifate / istockphoto

    Bauliche Maßnahmen für Kleinwindanlagen

    Mit den vielen Herstellern kamen auch viele verschiedene Modelle auf den Markt. Man unterscheidet die Bauformen hauptsächlich nach den 2 Ausrichtungsarten der Rotorachsen: horizontal und vertikal. Die horizontalen Bauformen überwiegen seit Jahrzenten, da sie leistungsfähiger und einfacher zu installieren sind.

    Um den höchsten Energieertrag aus Ihrem Standort zu fördern, werden die Rotoren meist auf einem Mast angebracht. Dieser sollte möglichst doppelt so hoch wie die umliegenden Häuser sein. Das Fundament für den Mast und die Sicherungen sind von einem Statiker zu prüfen. Der Mastbau hat erheblichen Einfluss auf die Installationskosten, da womöglich ein Kran zum Einsatz kommt. Jedoch sind die Windgeschwindigkeiten und der Energieertrag weit über den Dächern und Bäumen größer, womit sich die höheren Investitionskosten rentieren.

    Das direkte Anbringen an Häusern ist verlockend bei so kleinen Windrädern, aber dennoch ungeeignet in vielerlei Hinsicht. Zum einen kann sich die Rotorbewegung als Schwingung auf das Gebäude übertragen und zum anderen macht auch ein kleines Windrad Geräusche. Winde werden von Hindernissen, also Dächern und Bäumen, beeinflusst und somit kann das am Haus angebrachte Windrad womöglich nicht die maximale Leistung ausschöpfen. 

    Im Haus wird meist ein Speicher in Form einer Batterie installiert um die Zeiten, in denen kein Wind weht zu überbrücken.

    Gesetzliche Regelungen

    Über die Bauordnungen und Genehmigungen müssen Sie sich in Ihrem örtlichen Bauamt erkundigen, da sie von Bundesland zu Bundesland unterschiedlich sind. Landesweit ist die Bundes-Immisionsschutzverordnung wegen des Schattenwurfs und die technische Anleitung zum Schutz gegen Lärm (TA Lärm) einzuhalten. Zudem sind die Richtlinien für Windenergieanlagen des Deutschen Institutes für Bautechnik geltend. Seit dem 01. August 2014 müssen alle Kleinwindkraftanlagen der Bundesnetzagentur gemeldet werden. Dies betrifft alle Anlagen, auch jene, die nicht durch das EEG gefördert werden. Die Registrierung muss innerhalb der ersten 3 Wochen nach Inbetriebnahme online erfolgen.

    Um Streit mit den Nachbarn und teure Nachbesserungen zu vermeiden, sollten Sie also nur typgeprüfte, zertifizierte Anlagen vom Fachmann planen und installieren lassen.

    Finanzierung und Förderungen

    Mit durchschnittlich 5.000 Euro je Kilowatt Nennleistung sind die kleinen Windanlagen vergleichsweise kostenintensiv. Die Preise für Photovoltaik und auch für die Großwindräder, liegen aufgrund von Fördermitteln und den hohen Stückzahlen der Produktion mit 1.500 Euro je Kilowattstunde deutlich darunter. Die jährlichen Betriebskosten der Anlage belaufen sich auf 2 bis 3 Prozent der Investitionskosten.

    Der Bund differenziert die kleinen Windanlagen leider nicht von den großen. Somit gibt es auch keine Sonderkonditionen hinsichtlich der Förderungen und Vergütungen für Kleinwindanlagen. Jede ins Netz eingespeiste Kilowattstunde wird mit nur ca. 9 Cent vergütet. Sie sollten den größten Teil Ihres selbst produzierten Stroms selbst verbrauchen, denn dann sparen Sie jeweils circa 29 Cent/Kilowattstunde, die Sie sonst vom Stromlieferanten beziehen würden. Doch dem Kleinanlagenbetreiber sind durch die fehlende Differenzierung auch hier Grenzen gesetzt:  Nur die ersten jährlichen 10.000 kWh einer Anlage bis 10 kW sind von der EEG-Umlage befreit. Jede weitere selbstverbrauchte kWh wird mit 40 Prozent EEG-Umlage belastet. Ein Einfamilienhaus mit 4 Personen verbraucht durchschnittlich 5.200 kWh Strom pro Jahr. Für den privaten Verbrauch liegt das also noch im Rahmen, für größere Gebäude oder gemeinschaftliche Bürgerprojekte ist diese Regelung jedoch äußerst hinderlich.

    Mit wachsender Nachfrage sollten in den nächsten Jahren die EEG-Konditionen für Kleinanlagen angepasst werden und die Investitionskosten durch höhere Stückzahlen sinken – das hoffen zumindest die Experten. Der Bundesverband WindEnergie (BWE) kritisiert seit Jahren die unterschiedliche Förderung von Solar- und Windkraft. Er hat ermittelt, dass für Kleinwindanlagen unter 5 kW eine Förderung von mindestens 25 Cent/kWh fair wäre.

    Die Investitionskosten werden vom Bund also nicht gefördert, nur die Einspeisung von Strom kann vergütet werden. Hier können Sie nur privat aktiv werden und sich geeignete Kredite wählen. Zum einen greift auch hier der Energie-Kredit der KfW mit geringen Zinssätzen. Aber auch die Renovierungs- und Modernisierungskredite sind eine gute Option. Da diese Kreditarten an ihren festgeschriebenen Zweck, also der energetischen Sanierung, gebunden sind, werden sie mit besonders guten Konditionen vergeben.

    Vor- und Nachteile der Kleinwindanlagen im Überblick

    Vorteile Nachteile
    • Eingeschränkte Autarkie
    • Beitrag zu Umwelt- und Klimaschutz
    • In abgeschiedenen Regionen komfortabler als Dieselaggregate
    • Nutzung von kostenloser Energie an besonders windstarken Standorten
    • Gutes Teilsystem eines Energieautarken Hauses
    • In Verbindung mit Photovoltaik Stromkosten sparen
    • Keine Förderung der Investition durch Bund
    • Einspeisevergütung sehr gering
    • Lohnt nur bei hohem Eigenverbrauch
    • Sehr Standortabhängig
    • Im Vergleich zu anderen EE-Anlagen teuer

    Die Investition in Kleinwindanlagen ist im Sinne der Autarkie oder Energieeinsparung noch relativ uninteressant. Sollte die Bundesregierung die Vergütungen für private Windkraftanlagen zukünftig anpassen, kann es zu einer attraktiven Ergänzung zu Photovoltaik im eigenen Heim werden. Die Technologie ist heute durchaus schon sinnvoll für abgelegene Grundstücke ohne Netzanbindung, Kleingärten und die Stromversorgung von Booten.

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