Man sieht sie überall im Land auf Feldern und im Meer: Windräder, die Energie produzieren. Doch nur wenige Haushalte nutzen diese Technologie zur Eigenproduktion von Wärme und Strom. Warum?
Wann immer Wind weht, könnte man damit Strom und sogar Heizwärme für seinen eigenen Haushalt erzeugen. Denn es gibt Windräder fürs Dach oder den Garten - die Kleinwindanlagen. Das rechnet sich aber nur an wenigen Standorten, weil Wind eben nicht gleich Wind ist.
Wie funktionieren Kleinwindanlagen?
Kleinwindkraft- oder Kleinwindenergieanlagen, wie sie auch bezeichnet werden, kommen auf Dächer, vor allem aber auf Masten im Garten oder auf dem freien Feld. Der Wind setzt sie in Bewegung, die daraus produzierte Energie wird in Gleichstrom verwandelt.
Bei Mikrowindanlagen wird daraus 24 oder 28 Volt Gleichspannung - verwendbar etwa für LED, Batterieladungen oder einen elektrischen Koppelzaun, erklärt Joachim Sroka. Er ist 2. Vorsitzender des Bundesverbandes Kleinwindanlagen. Interessanter für Haushalte sind die etwas größeren Anlagen. Mit ihnen lässt sich Wechselstrom mit 220 Volt oder Starkstrom mit 400 Volt erzeugen.
"Das Grundprinzip der horizontalaxialen Windturbinen ist dasselbe in der Klein- und Mikro- wie auch der Gigawatt-Klasse auf dem Feld", sagt der Diplom-Ingenieur Sroka. Aber die Größe der Anlagen unterscheidet sich gewaltig: "Klein- und Mikrowindanlagen haben Rotorköpfe mit ein bis vier Metern Durchmesser." Und Sroka rät zu Masthöhen zwischen zwölf und 24 Metern. Ist die Anlage maximal zehn Meter hoch, braucht man in der Regel sogar keine Baugenehmigung.
Kann man damit auch Heizungswärme erzeugen?
Der Strom von Kleinwindanlagen lässt sich zum Betrieb von Heizstäben im Puffer- beziehungsweise Warmwasserspeicher nutzen. Oder zum Betrieb einer Wärmepumpe.
Was ist der Vorteil der Kleinwindanlagen gegenüber anderen Heiztechnologien?
Gerade in der kalten Zeit des Jahres lässt sich mit einer Windanlage am meisten Energie erzeugen - also dann, wenn man auch Heizwärme braucht. Das ist das Problem einer Solarthermieanlage: Ihre Energie bräuchte man am ehesten auch von Herbst bis ins Frühjahr, sie produzieren aber rund 80 Prozent ihres Jahresertrags von März bis Oktober.
Welche Nachteile hat diese Energieerzeugungsart?
Die Preise. "Eine Windenergieanlage ist eine relativ hohe Investition, die sich erst über längere Zeit amortisiert", sagt Sroka. Interessenten müssen mit 5500 Euro pro kW-Leistung rechnen. "Wenn man einen ganzen Haushalt versorgen möchte - und das erst mal nur mit Strom für den eigenen Bedarf, ohne Heizung - dann braucht man allein im Winter eine Anlage mit fünf kW."
Außerdem kann es eben sein, dass man eine Baugenehmigung braucht - und dieser stehen in vielen Orten Behörden skeptisch gegenüber, berichtet Joachim Sroka, dessen Unternehmen solche Anlagen vertreibt und installiert. Denn es herrschten Vorstellungen von den riesengroßen Windanlagen, die man bislang von Feldern kennt, mitten im Dorf.
"Außerdem steht in Wohngebäuden meist zu wenig ausreichende Flächen zur Verfügung, um so eine Anlage installieren zu können", so Sroka. "Man muss baurechtlich Schattenwurf, Schallschutz und Abstandsflächen berücksichtigen. Hier gibt es momentan sehr restriktive Vorgaben."
Trotzdem gibt es Möglichkeiten für den privaten Haushalt: Die niedrigen Anlagen bis zehn Meter Höhe, die genehmigungsfrei sind. Allerdings muss an ihrem Standort die Hauptwindrichtung barrierefrei sein, damit sich diese Anlagen lohnen. "Aber das ist in den seltesten Fällen der Fall", sagt Sroka. Er rät daher zu Masthöhen ab 12 Metern. "Besser sogar 24 Metern" - allerdings sei bei dieser Höhe der Mast wegen der Statik sehr teuer.
Welche Standorte eignen sich für die Kleinwindanlagen?
Hier kommt zum Tragen, was bereits für die kleineren Anlagen mit unter zehn Metern Höhe angesprochen wurde: Der Wind, seine Richtung und die Stärke.
1. Freie Hauptwindrichtung
Der Wind braucht Anlauf: Schon ein Haus oder ein Strauch, die in der Hauptwindrichtung der Anlage liegen, verringern nach Angaben der Energieberatung der Verbraucherzentrale Baden-Württemberg die Energieproduktion. Und sogar ein Wald, der in 50 Metern Entfernung zum Haus beginnt, kann sich entsprechend ungünstig auf die Produktion von Strom auswirken.
2. Durchschnittliche Windstärke
Und dann muss ganz grundsätzlich der Wind in der Region stark genug wehen. Laut Joachim Sroka liegt die durchschnittliche mittlere Windgeschwindigkeit in Deutschland bei zwei bis acht Meter pro Sekunde. Im Norden, gerade an den Küsten, seien es sieben bis 7,5 Meter pro Sekunde, im Binnenland nur zwei bis 4,5 Meter pro Sekunde. "Ich rate dazu, keinen Standort zu wählen, wo der Wind durchschnittlich unter drei Meter pro Sekunde weht."
Auch der Bundesverband WindEnergie und die Energieberater der Verbraucherzentrale empfehlen, die Windzone des Grundstücks bei der Planung zu überprüfen. "Generell ist Küstennähe oder eine Höhenlage von Vorteil, aber auch freie Flächen vor und hinter dem Windrad müssen vorhanden sein." Das kann einen signifikanten Unterschied bringen: So liefere ein guter Standort den achtfachen Ertrag gegenüber einem schlechten Standort mit einer nur halb so hohen mittleren Windgeschwindigkeit.
Zu einer ähnlichen Einschätzung kommt Lars Möller, Energieexperte der Verbraucherzentrale Niedersachsen: "Kleinanlagen machen nur in freier Gegend und dann auch möglichst hoch und nicht auf dem Dach und bei ausreichendem Dauerwind Sinn, also in der Regel fast nie." Für ihn bedeutet das sogar, dass die Anlagen für normale Haushalte "keine überlegenswerte Option" sind. Er würde das Thema "nur in einem ganz speziellen Umfeld ansprechen", etwa für Landwirte.
Wenn ich keinen guten Platz im Garten habe: Gibt es Alternativen?
Es gibt auch Kleinwindanlagen fürs Dach, aber diese halten die Energieberater der Verbraucherzentrale Baden-Württemberg für keine gute Idee. So würde das Gebäude dafür sorgen, dass die Windströmung verwirbelt und der Ertrag schlecht ist. Und die Vibrationen der Rotoren könnten direkt am Haus als störend empfunden werden.
Sroka kennt aber eine Lösung: "Es gibt erste Ideen, Heizungssharing mit größeren Anlagen zu machen." Es tun sich also mehrere Haushalte der Nachbarschaft zusammen und beziehen den Heizstrom über eine größere Anlage. Vorteil: Je größer die Anlage, desto niedriger die Anlagenkosten pro kW-Leistung, die dann auch noch mehrer Haushalte gemeinsam tragen.
Sollte ich besser Strom oder Heizwärme mit der Windanlage produzieren?
Experte Sroka empfiehlt für Einfamilienhäuser vorrangig das Decken des eigenen Strombedarf, "weil die Stromkosten derzeit noch höher sind als die Heizkosten". Im zweiten Schritt würde er mit Überschüssen der Stromproduktion die Heizungswärme abdecken.
So oder so rät er zu einer Hybridlösung: "Wenn Sie nur auf Windenergie setzen, ist das nicht ganz ungefährlich. Denn wenn Sie mal eine Woche Flaute haben, dann bekommen Sie keine Energie. Aber in der Regel ist Flaute verbunden mit schönem Wetter." Hier übernimmt dann also die Photovoltaikanlage und ergänzt den Energiemix.
Das sehen auch die Energieberater der Verbraucherzentrale in Stuttgart so: Eine Kombination biete mehr Unabhängigkeit, "im Sommer vor allem durch Photovoltaik, im Winter durch viel Wind".
Wie erkenne ich gute Kleinwindanlagen?
"Sie können ein großes Problem bekommen, wenn der Wechselrichter nicht die DIN-Norm VDE-AR-4105 erfüllt", sagt Sroka. "Es gibt seit kurzem diese technische Vorschrift, die ganz bestimmte Toleranzen für die Wechselrichter erfordert. Diese Zertifizierung fordern alle Stromerzeuger ein, um die Anlage ans Stromnetz anzuschließen." Darüber hinaus rät Sroka zu klären, ob mit der Anlage alle Unterlagen geliefert werden, die für die Baugenehmigung notwendig sind.
Die Verbraucherzentrale NRW rät, auch die vom Hersteller genannte Nennleistung der Anlage kritisch zu bewerten. Entscheidend sei die Leistung bei kleinen Windgeschwindigkeiten, nicht bei selten auftretendem Starkwind.