Kleinwindkraftanlage – Technik, Kosten & Überblick

NADINE KÜMPEL

AKTUALISIERT AM: 17.12.2021

NADINE KÜMPEL
AKTUALISIERT AM: 17.12.2021

Eine Solaranlage nutzt die Energie der Sonne zur Erzeugung von Strom oder Wärme. Als erneuerbare Energiequelle iKleinwindkraftanlagen erzeugen erneuerbaren Strom auf dem eigenen Hausdach oder im eigenen Garten. Eigentlich eine runde Sache. Warum sich die Anlagen eher selten lohnen und was Sie bei der Anschaffung beachten sollten, erfahren Sie hier.

Kleine Windräder mit Solaranlage auf einem Dach

Diese Themen erwarten Sie:

Einführung

Windkraft hat einen Anteil von knapp 24% am deutschen Stromverbrauch und ist damit die wichtigste Quelle für erneuerbaren Strom. Solarstrom macht hingegen nur etwa 10% des deutschen Strombedarfs aus. Während Solaranlagen auf Hausdächern jedoch verbreitet sind, sieht man Windkraft nur sehr selten im Privatbereich. Warum ist das so?

Kleinwindkraftanlagen sind deutlich teurer als Photovoltaikanlagen und erzeugen weniger und unzuverlässig Strom. Daher lohnt sich die Investition häufig nicht.

Das Prinzip einer Kleinwindkraftanlage

Eine Kleinwindkraftanlage (KWA) oder auch Kleinwindenergieanlage (KWEA) funktioniert vom Grundprinzip genauso wie ein großes Windrad: Sie wandelt die Energie des Windes in Strom um. Dies geschieht hauptsächlich durch einen Rotor, der bei ausreichend Wind angetrieben wird und sich zu drehen beginnt. Anschließend wird die Bewegungsenergie des Rotors über eine Antriebswelle und ein Getriebe zum Generator geleitet und dort in Gleichstrom umgewandelt. Ganz ähnlich wie bei einem Fahrraddynamo, der die Bewegungsenergie der Räder nutzt, damit die Fahrradlampe leuchtet.

Da viele Haushaltsgeräte und auch das Stromnetz mit Wechselstrom arbeiten, wird der erzeugte Gleichstrom im nächsten Schritt mithilfe eines Wechselrichters in Wechselstrom umgewandelt. Schließlich kann der Strom im Haus genutzt oder gegen eine Einspeisevergütung ins Netz geleitet werden. 

Arten von Kleinwindkraftanlagen

Kleinwindkraftanlage ist nicht gleich Kleinwindkraftanlage. Grundsätzlich werden Windkraftanlagen mit horizontaler und mit vertikaler Achse unterschieden. Am verbreitetsten sind horizontale Windkraftanlagen. Bei großen Windrädern kommen diese fast ausschließlich zum Einsatz. Bei Kleinwindkraftanlagen sind jedoch auch vertikale Windkraftanlagen beliebt.

TYP

BESCHREIBUNG

Horizontale Windkraftanlagen

- typische Optik eines Windrads 

- die Rotorblätter drehen sich um eine horizontale Achse
- passen sich der Windrichtung an

- hoher Wirkungsgrad

Vertikale Windkraftanlagen

-die Rotorblätter drehen sich um eine vertikaleAchse

- passen sich nicht der Windrichtung an
geräuscharm 
-wenig Vibration
-geringer Wirkungsgrad

Savonius-Rotor

Eine Sonderform der vertikalen Windkraftanlage ist der Savonius-Rotor. Hier werden zwei schaufelförmig einander überlappenden Flügel zwischen zwei kreisförmigen Endscheiben montiert. Savonius-Rotoren werden weniger auf Hausdächern genutzt, kommen dafür aber häufig als Antrieb von Lüftern für Kamine und Fahrzeuge zum Einsatz. 

Darrieus-Rotor

Auch der Darrieus Rotor beruht auf einer vertikalen Achse. Hier sind halbrunde Rotorblätter an ihren Enden miteinander verbunden und drehen sich um eine Achse. Der Darrieus-Rotor lässt sich auch mit dem Savonius-Rotor kombinieren.

Savonius- und Darrieus Rotor
Quelle: Volker Quaschning -Regenerative Energiesysteme

Mini- Anlage auf dem Dach oder Minikraftwerk neben dem Haus?

Neben der Bauweise müssen Sie sich als Hausbesitzer überlegen, ob Sie ein sehr kleines Windrad auf dem Dach möchten oder aber ein Minikraftwerk, das auf einem Mast in der Nähe des Hauses montiert wird und nennenswerte Erträge liefert. Sehr kleine Anlagen fürs Hausdach sind bereits für 500 bis 1.000€ pro Windrad erhältlich. Etwas größere Windkraftwerke erzeugen mitunter 5.000 kWh Strom pro Jahr, kosten jedoch auch 25.000€ oder mehr. Der folgende Artikel konzentriert sich hauptsächlich auf auf dem Dach montierte Windräder. 

Der Ertrag einer Kleinwindkraftanlage

Der Ertrag einer Kleinwindkraftanlage ist stark standortabhängig. Bei einer Solaranlage innerhalb Deutschlands bestehen nur geringfügige Ertragsunterschiede, da die Sonneneinstrahlung im Norden etwas niedriger ist als im Süden. Insgesamt kann man jedoch von einem Ertragsmittel von 800 bis 1000 kWh pro kWp ausgehen. Bei einer Kleinwindkraftanlage kann der Ertrag hingegen auch lokal und abhängig von der Wetterlage stark variieren.

Das liegt auch daran, dass sich der Ertrag einer Windkraftanlage bei Verdopplung der Windgeschwindigkeit nicht ebenfalls verdoppelt, sondern verachtfacht. So haben bereits kleine Zunahmen der Windgeschwindigkeit enorme Auswirkungen. Auch der Durchmesser des Rotorblattes hat Einfluss auf den Ertrag. Bei doppelt so großem Durchmesser vervierfacht sich der Ertrag.

Doch mit wieviel Ertrag kann man überhaupt bei einem typischen Kleinwindkraftrad rechnen? Eine qualitativ hochwertige Kleinwindkraftanlage, die im Inland aufgestellt wird und 1 m² Rotordurchmesser und 0,8 m2 Rotorfläche hat, erzeugt etwa 100 kWh pro Jahr. Der Strombedarf einer typischen Familie im Einfamilienhaus liegt bei 3- bis 4.000 kWh. Eine normale Dachfläche reicht damit für die Versorgung eines Haushalts mit Kleinwindkraft nicht aus.

Die Planung einer Kleinwindkraftanlage 

Gibt es bei mir ausreichend Wind?

Die wohl wichtigste Frage bei der Planung einer Windkraftanlage ist, ob vor Ort ausreichend Wind weht. Experten empfehlen mindestens eine Windstärke von 3 bis 5. Zur Orientierung: Bei Windstärke 3 hören Sie, wie sich Äste und Zweige bewegen. Bei Stärke 5 hört man hingegen bereits den Wind und auch Bäume bewegen sich. Grundsätzlich gilt, dass umstehende Gebäude oder Bäume hinderlich sind. Eine Hügel- oder Küstenlage ist hingegen vorteilhaft. 

Wenn Sie die Anschaffung einer Kleinwindkraftanlage erwägen, sollten Sie eine professionelle Windmessung durch einen Fachbetrieb durchführen lassen. Für eine erste Einschätzung können auch schon die Windkarten des deutschen Wetterdienstes helfen. Auch der europäische Windatlas kann herangezogen werden.

Muss die Kleinwindkraftanlage genehmigt werden?

In Bremen, Berlin und Niedersachsen ist eine Genehmigung der Anlage vom Bauamt notwendig. In allen anderen Bundesländern ist eine Genehmigung nur erforderlich, wenn die Anlage höher als 10 Meter ist.

Worauf sollte ich bei der Auswahl der Kleinwindkraftanlage achten?

Anders als bei Photovoltaikanlagen ist der Markt für Kleinwindkraftanlagen unübersichtlich und nicht von wenigen großen Herstellern dominiert. Besonders viele Hersteller gibt es bei Mikro-Windanlagen bis 2 kW Leistung, wie sie häufig in Online-Shops angeboten werden. Daher ist es umso wichtiger sicherzugehen, dass der Anbieter der Kleinwindkraftanlage vertrauenswürdig ist. Ein gutes Kriterium bei der Auswahl eine KWA ist die Zertifizierung der Anlage nach IEC 614400-2 oder die Beauftragung eines unabhängigen Gutachters.

Kriterien zur Qualitätsbeurteilung einer Kleinwindkraftanlage:

  • Zertifizierung nach IEC 61400-2
  • Kundenbewertungen für den Hersteller der Anlage
  • Referenzen des Herstellers
  • Hinzunahme eines unabhängigen Gutachters

Deutsche Hersteller von Kleinwindkraftanlagen

  • Aerocraft 
  • BestWatt B.V. 
  • Braun Windturbinen
  • Easywind
  • Heyde Windtechnik
  • PSW-Energiesysteme
  • Superwind
  • S & W Energiesysteme
  • Wind Technik Nord

Was kostet eine Kleinwindkraftanlage?

Eine hochwertige Kleinwindkraftanlage (weniger als 100 kW Leistung) kostet zwischen 3.000 € und 10.000 € pro Kilowatt. Damit ist sie deutlich teurer als eine Photovoltaikanlage, bei der ein Kilowatt-Peak etwa 1.200€ bis 2.000€ kostet.

Beispiel: Bei einem Kilowatt-Peak Preis von 4.000 € würde eine Kleinwindkraftanlage mit 7 kWp 28.000 € kosten. Für den gleichen Preis könnte man hingegen 15 kWp Photovoltaik installieren und mehr als doppelt so viel Strom produzieren. 

Anmerkung: In diversen Online-Shops sind auch Kleinwindkraftanlagen mit deutlich niedrigeren Kilowatt-Peak Preisen erhältlich. Diese sind in der Regel jedoch nicht langlebig und damit nicht empfehlenswert.

Jetzt Kosten für eigene Photovoltaikanlage ermitteln

Förderung und Vergütung

Einspeisevergütung

Genau wie bei einer Solaranlage erhalten Sie für die Einspeisung von Windstrom eine Vergütung. Diese beträgt für 2021 in Betrieb genommene Anlagen 7,59 Cent. Damit ist die Vergütung so niedrig, dass zumeist kein wirtschaftlicher Betrieb möglich ist. Die Vergütungssätze werden jährlich festgelegt und sind abhängig von den Ausschreibungen für Windenergie an Land. Für 2022 ist damit zu rechnen , dass die Vergütung in etwa konstant bleiben wird.

Förderprogramme

Neben der Einspeisevergütung können Kleinwindkraftanlagen auch durch das Förderprogramm 270 der KfW gefördert werden. Anlagenbesitzer erhalten hier einen zinsgünstigen Kredit ab 0,61% Jahreszins. Außerdem sind auch lokale Förderprogramme erhältlich. Informieren Sie sich daher stets über Förderprogramme Ihrer Stadt. bzw. Gemeinde.

Eigenverbrauch von Windstrom lohnt sich

Strom aus dem Netz kostet aktuell ca. 32 Cent. Da für die Einspeisung von Windstrom jedoch deutlich weniger als 10 Cent ausgezahlt werden, sollten Besitzer einer Kleinwindkraftanlage versuchen, möglichst viel Strom selbst zu nutzen. Da nicht immer dann Wind weht, wenn Strom benötigt wird, kann die Kleinwindkraftanlage auch mit einem Speicher kombiniert werden.

Da Kleinwindkraftanlagen jedoch in der Anschaffung deutlich teurer sind als Photovoltaikanlagen ist auch die Erzeugung von Windstrom kostspielig. Folglich sparen Sie beim Eigenverbrauch von Windstroms im Vergleich weniger.

Kann ich eine Kleinwindkraftanlage mit einer Solaranlage kombinieren?

Technisch ist eine Kombination von Kleinwindkraftanlage und Solaranlage möglich. Sinnvoll ist dies jedoch in der Regel nicht, da eine Solaranlage mit Speicher auch ohne Windkraftanlage einen Großteil des Haushaltsstrombedarfs decken kann. Außerdem ist selbst die Kombination aus PV-Anlage und Speicher noch günstiger als die Anschaffung einer KWA. Hinzu kommt, dass der parallele Betrieb beider Systeme rechtlich kompliziert ist. In jedem Fall müssen zusätzliche kostenpflichtige Stromzähler montiert werden. 

Fazit- Lohnt sich die Investition?

KWAs erzeugen, genau wie Solaranlagen, erneuerbaren Strom. Dafür sind sie im Vergleich allerdings deutlich teurer und unzuverlässiger. Wer selbst grünen Strom erzeugen möchte, sollte daher eher auf eine eigene Solaranlage setzen. 

Darum lohnen sich Kleinwindkraftanlagen auf dem Einfamilienhaus häufig nicht:

  • teurer als die Anschaffung einer Solaranlage
  • weniger effizient
  • Ertrag ist regional sehr unterschiedlich und unzuverlässiger als bei einer Solaranlage
  • Technologie ist weniger ausgereift & es gibt keine wirklich namenhaften Hersteller

Jetzt eigene Photovoltaikanlage planen

Das könnte Sie auch interessieren