Energie

Windkraft für das Eigenheim

Energieunabhängigkeit wird aufgrund der ständig steigenden Stromkosten immer mehr zu einem erstrebenswerten Ziel.

Der Einsatz von so genannten Kleinwindkraftanlagen (KWA) oder Kleinwindenergieanlagen (KWEA), die Energie durch die Nutzung der Kraft des Windes erzeugen, wird immer häufiger praktiziert. Das ist eine Windturbine, die an verschiedenen Orten installiert werden kann, z.B. auf dem Dach deines Hauses oder im Garten in deinem Hinterhof.

Ein Windgenerator nutzt die kinetische Energie, die durch die Drehung eines Rotors entsteht, um Gleichstrom zu erzeugen. Diese kinetische Energie wird dann vom Generator genutzt. Dieser Strom wird dann von einem Wechselrichter in Wechselstrom umgewandelt, den du nach der Umwandlung in deinem Haus nutzen kannst.

Die Leistung, die eine Windkraftanlage erzeugen kann, wird als Nennleistung bezeichnet, und ein KWA Modell kann bis zu 5 Kilowatt Leistung erzeugen (diese Zahl kann jedoch je nach Windgeschwindigkeit und -richtung am Standort sowie dem Durchmesser der Rotoren variieren). Da die Strommenge, die ein solches Windrad im Laufe eines Jahres erzeugen kann, so stark von den vorherrschenden Windverhältnissen abhängt, ist es unmöglich, eine genaue Schätzung der potenziellen Jahresleistung dieser Art von Windrad abzugeben.

Die Miniatur-Windgeneratoren

Wenn du als Hausbesitzer an der Installation einer Windkraftanlage interessiert bist, hast du die Möglichkeit, zwischen vier verschiedenen Arten von Windkraftanlagen für Wohnhäuser zu wählen.

Die sogenannten Darrieus- und Savonius-Rotoren sind gute Optionen für Heimwerker, die eine Windkraftanlage von bescheidener Größe bauen wollen. Bei der letzteren Konfiguration besteht der Rotor aus zwei halbkreisförmig gebogenen Blättern, die sich um eine vertikale Achse drehen. Das sorgt dafür, dass die Rotorblätter immer so ausgerichtet sind, dass sie dem Wind zuträglich sind, aber es führt auch dazu, dass sich die Blätter sehr langsam drehen. Die Tatsache, dass dieses System auch Strom erzeugen kann, indem es den Fallwind nutzt, ist einer der vielen Vorteile, die es bietet.

Wenn du dir eine kleine Windkraftanlage selbst bauen lassen willst, hast du die Wahl zwischen zwei verschiedenen Arten von Windkraftanlagen: Windkraftanlagen mit horizontaler Achse (HAWT) und Windkraftanlagen mit vertikaler Achse (VAWT).

Eine HAWT hat eine Achse, die waagerecht durch die Mitte der Anlage verläuft, und die Rotorblätter drehen sich um diese Achse. Dadurch sind sie in der Lage, sich je nach Richtung und Stärke des Windes selbst auszurichten. Im Betrieb drehen sich die Rotorblätter einer Windkraftanlage mit vertikaler Achse (auch VAWT abgekürzt) um eine vertikale Achse. Daher ist es unerheblich, aus welcher Richtung der Wind weht; allerdings ist der Wirkungsgrad geringer als bei einer HAWT.

Auch interessant:  Stadtwerke von Harrisonburg bieten Virginias erstes kommunales Solarprojekt an
Ist die Windkraft für Zuhause eine Alternative zu PV?

Ist die Installation einer Windkraftanlage in einem Wohngebiet überhaupt möglich?

In Deutschland sind Herbst und Winter die windreichsten Jahreszeiten, und es ist möglich, diesen Wind als Quelle für erneuerbare Energie zu nutzen. Herbst und Winter sind die windreichsten Jahreszeiten in Deutschland.

Viele Hausbesitzer/innen sind bereits mit dem Konzept vertraut, ihren eigenen Strom durch die Nutzung von Solarenergie zu erzeugen. Vor allem in den Frühlings- und Sommermonaten ist es möglich, mit Hilfe der Sonne deinen eigenen Strom zu erzeugen. Viele Hausbesitzer/innen sind mit diesem Konzept bereits vertraut.

Das ist auch mit so genannten „Kleinwindrädern“ möglich, die je nach Größe relativ einfach im eigenen Garten oder sogar auf dem Balkon aufgestellt werden können. Und das hat das Potenzial, eine Menge Geld einzubringen: Bevor du feststellen kannst, ob sich eine solche Anlage lohnt, musst du recherchieren und die vorherrschenden Windverhältnisse an deinem Standort einschätzen.

Das liegt daran, dass die Menge des erzeugten Stroms von der Windkraft abhängt, die wiederum von einer Reihe verschiedener Faktoren abhängig ist.

Kosten und Tarife für den Kauf eines Windgenerators für das Haus

Die Stromerzeugung durch die Nutzung von Windenergie ist sowohl eine Form der erneuerbaren Energie als auch eine äußerst umweltfreundliche Methode.

Dennoch sind die Kosten für den einzelnen Kunden recht hoch.

Die Kosten für ein Kilowatt Strom liegen in der Regel bei etwa 5.000 Euro, können aber je nach Leistung der Anlage auch zwischen 3.000 und 10.000 Euro liegen.

Aus diesem Grund sind die anfänglichen Investitionskosten für eine kleine Windkraftanlage relativ hoch und können je nach der jährlichen Strommenge, die die Anlage erzeugen soll, stark schwanken.

Es wird empfohlen, dass du etwa drei Prozent der Gesamtkosten deiner Anlage für regelmäßige Wartungs- und Reparaturkosten zurücklegst. Im Vergleich dazu ist die Erzeugung von Solarenergie mit Photovoltaikanlagen deutlich kostengünstiger. Die Kosten dafür liegen schätzungsweise zwischen eintausend und eineinhalbhundert Euro pro installiertem Kilowatt Leistung.

Es ist daher sinnvoller, zuerst über die Installation einer Photovoltaikanlage nachzudenken und die kleine Windkraftanlage eher als Ergänzung für die Herbst- und Wintermonate zu sehen, wenn es draußen weniger hell ist. Im Allgemeinen ist es sinnvoll, zuerst über die Installation einer Photovoltaikanlage nachzudenken.

Es steht außer Frage, dass es kompaktere Windturbinen gibt, die alle eine höhere Leistung bei geringeren Kosten garantieren: Auf der anderen Seite geht das auf Kosten der Qualität und kann dich auf lange Sicht erheblich mehr Geld kosten, wenn laufende Reparaturen anfallen oder die Turbine selbst ersetzt werden muss.

Auch interessant:  Von kleinen Häusern zu Kunstinstallationen: Kreative Nutzung von Solarenergie

Denn es gibt etwas, das nicht übersehen werden darf: Die zahlreichen beweglichen Teile einer Windkraftanlage müssen den erheblichen Kräften standhalten, denen sie ständig ausgesetzt sind.

Deshalb sind das Design und die Qualität einer Windturbine von größter Bedeutung für den Ertrag, den sie während ihrer Lebensdauer liefert.

Vertikale Mini-Windturbinen: Ideal für den Einsatz im Haus Die Windverhältnisse, die für die Erzeugung von Windenergie in bebauten Gebieten und auf Dächern notwendig sind, sind aufgrund der vorhandenen Windturbulenzen schwierig. Vertikale Windturbinen hingegen sind vielseitig einsetzbar und eignen sich gut für dicht besiedelte Gebiete.

Diese Miniatur-Windturbinen haben ein sehr spezielles Design, das die folgenden Merkmale aufweist: Der Motor ist bei dieser Konfiguration in der Regel an der Unterseite des Windrads angebracht, und die halbkreisförmig gebogenen Rotorblätter drehen sich darüber um eine vertikale Achse.

Der kontinuierliche Luftstrom in alle Richtungen und der relativ leise Betrieb sind zwei der wichtigsten Vorteile, die eine vertikale Windturbine bietet.

In Gebieten mit turbulenten Luftströmungen, wie sie häufig in dicht bebauten Wohngebieten vorkommen oder durch Hindernisse wie Bäume oder andere Gebäude verursacht werden, ist der Betrieb dieser Art von Windkraftanlagen kein Problem.

Sind Windturbinen nur dann rentabel, wenn eine starke Brise herrscht?

Noch immer ist der Trugschluss weit verbreitet, dass Windkraftanlagen nur dann ausreichend Energie erzeugen können, wenn genügend Wind weht. Diese Annahme gilt in der heutigen Zeit als archaisch, da immer ausgeklügeltere und effektivere Turbinen entwickelt werden. Heutzutage reicht schon eine leichte Brise aus, um eine gewisse Menge an Strom zu erzeugen.

Diese Technologie entwickelt sich ständig weiter, genau wie die Photovoltaik und die Batteriespeicherung. So reicht bei den heutigen Windturbinen bereits Windstärke 2 aus, um Energie zu erzeugen (das entspricht 6 bis 11 Kilometern pro Stunde oder 1,6 bis 3,3 Metern pro Sekunde). Neben der Solarenergie könnten auch private Photovoltaikanlagen von der Windkraft profitieren.

Willst du deine Abhängigkeit von dem Unternehmen, das deinen Haushalt mit Strom versorgt, verringern? Dann solltest du die Installation einer Windkraftanlage in Betracht ziehen. Wenn du sicherstellen willst, dass du die benötigte Strommenge erzeugst und dein Speicher voll ist, kannst du dies nur dann zuverlässig tun, wenn du eine Windkraftanlage einsetzt, die diese Aufgabe in den Stunden des Tages übernimmt, in denen die Sonne nicht scheint. Deshalb ist es möglich, eine bis zu hundertprozentige Energieautarkie zu erreichen, indem man eine symbiotische Beziehung zwischen Photovoltaikzellen, Windturbinen und Batteriespeichersystemen herstellt. Bevor du in die Windkraft investierst: Untersuche die aktuellen Windverhältnisse. Doch selbst in niedrigen Höhenlagen reichen die Geschwindigkeiten nur in einigen Gebieten aus, um den Betrieb rentabel zu machen.

Auch interessant:  Funktionieren Solarmodule nachts?

Eine Untersuchung des Bayerischen Windatlas zeigt, dass die durchschnittliche Windgeschwindigkeit in einer Höhe von zehn Metern etwa vier Meter pro Sekunde beträgt. Dennoch ist eine Windgeschwindigkeit von 4,5 Metern pro Sekunde erforderlich, um die Rentabilitätsschwelle zu überschreiten.

Die folgende Berechnung verdeutlicht, wie stark sich die Windgeschwindigkeit auf die erzeugte Energiemenge auswirkt: Die geerntete Energiemenge steigt mit jeder Verdoppelung der Windgeschwindigkeit um den Faktor acht. Wenn die Windgeschwindigkeit nur noch halb so hoch ist wie ursprünglich, bedeutet das, dass sich der Energieertrag um den Faktor acht verringert. Wenn du als Privatperson darüber nachdenkst, eine Mini-Windkraftanlage auf deinem Grundstück zu installieren, solltest du dir die Idee also gut überlegen und die Windverhältnisse sorgfältig prüfen. Hindernisse wie Bäume und Gebäude verringern die Energiemenge, die geerntet werden kann, erheblich.

Wenn ich eine Windkraftanlage auf meinem Grundstück aufstellen möchte, brauche ich dann zuerst eine Genehmigung?

Generell lässt sich sagen, dass horizontale Kleinwindanlagen mit ein- bis dreiflügeligen Rotoren, wie man sie von großen Windkraftanlagen kennt, deutlich mehr Strom erzeugen als vertikale Modelle, die aussehen, als kämen sie aus der Zukunft.

Sollte eine umfassende Windanalyse tatsächlich zu dem Ergebnis kommen, dass die Installation einer Windkraftanlage auf dem Grundstück vorteilhaft wäre, müssen auch die baurechtlichen Hürden für eine Gesamthöhe von mehr als zehn Metern überwunden werden, um die Windkraftanlage auf dem Grundstück installieren zu können. Für die Errichtung von Windkraftanlagen, die weniger als zehn Meter hoch sind, ist hingegen keine Baugenehmigung erforderlich. Trotzdem ist es wichtig, sich in diesem Fall frühzeitig mit der zuständigen Baubehörde und den Nachbarn in Verbindung zu setzen. Mit kleinen Windrädern kommst du nicht sehr weit, obwohl die Windenergie für das Erreichen der Ziele der Energiewende äußerst wichtig ist.

Sie haben relativ geringe Erträge für das Geld, das sie kosten, also müssen die Menschen, die sie nutzen, eine Menge Idealismus haben, damit sie erfolgreich sind. Einigen Berechnungen zufolge müsste man 12.000 kleinere Windturbinen bauen, um eine große Windkraftanlage durch eine kleinere Anzahl von Turbinen zu ersetzen.