Solaranlagen sind mittlerweile weit verbreitet, doch es gibt noch mehr Möglichkeiten, erneuerbare Energien selbst zu nutzen, zum Beispiel mit Kleinwindkraftanlagen. Windräder gibt es nämlich nicht nur für Großprojekte, sondern auch für den privaten Gebrauch in kleinerem Maßstab.
Mini-Windkraftanlagen nutzen die Bewegungsenergie des Windes und wandeln sie in Strom um. So können Nebenkosten gespart und gleichzeitig die Umwelt geschont werden.
In diesem Beitrag verraten wir Ihnen alle wichtigen Details, auf die man bei einer Kleinwindkraftanlage achten sollte.
Was ist eine Kleinwindkraftanlage?
Eine Kleinwindkraftanlage ist ein Windrad im kleineren Maßstab mit einer Leistung von unter 100 kW für den Gebrauch zu Hause. Oft liegt die Leistung sogar unter 5 kW. Je nach Modell kann das Windrad senkrecht oder waagerecht am Haus bzw. am Dach des Gebäudes befestigt werden.
Es gibt drei verschiedene Leistungsklassen:
1: Mikro-Windkraftanlagen bis 5 kW
2: Mini-Windkratftanlagen zwischen 5 und 30 kW
3: Mittel-Windkraftanlagen zwischen 30 und 100 kW
Mit einer solchen Klein-Windkraftanlage kann eine dezentrale Stromversorgung realisiert und die Abhängigkeit von Energieversorgern gesenkt werden.
Wie funktioniert eine Mini-Windkraftanlage?
Eine Kleinwindkraftanlage unterscheidet sich nur in Ihrer Dimension von einem großen Windrad, ansonsten ist die Funktionsweise und der Aufbau komplett gleich.
Komponenten einer Mini-Windkraftanlage
Rotorblätter: Dies sind die Flügel des Windrades, die den Wind einfangen und nutzen, um eine Drehbewegung zu erzeugen.
Nabe: Das ist das zentrale Teil des Windrades, an dem die Rotorblätter befestigt sind.
Generator: Dieses Bauteil wandelt die Drehbewegung der Rotorblätter in elektrische Energie um.
Getriebe: Das Getriebe überträgt die Drehbewegung der Rotorblätter auf den Generator, um die erforderliche Drehgeschwindigkeit für die Stromproduktion zu erreichen.
Die Funktionsweise einer Kleinwindkraftanlage
Eine Windkraftanlage wandelt die Bewegungsenergie des Windes in nutzbaren Strom um. Das funktioniert so:
Wenn der Wind die Rotorblätter des Windrades trifft, entsteht eine aerodynamische Kraft, die die Rotorblätter in Bewegung versetzt. Die Blätter sind leicht gedreht, um mehr Fläche für den eintreffenden Wind zu bieten. Diese Drehbewegung wird über das Getriebe auf den Generator übertragen, wo sie in elektrische Energie umgewandelt wird.
Der Generator erzeugt den Strom durch elektromagnetische Induktion. Dabei wird mechanische Energie, durch den Wind, in Bewegungsenergie des Rotors umgewandelt. Diese Bewegung erzeugt in der Kupferspule ein sich änderndes Magnetfeld, ähnlich wie bei einem PV-Wechselrichter. Das sich ändernde Magnetfeld erzeugt die Spannung und damit den Strom.
Diese Energie kann dann entweder sofort genutzt oder in einem Stromspeicher gespeichert werden.
Wie viel Ertrag liefert eine Kleinwindkraftanlage?
Mit einer 5 kW-Windkraftanlagen können Sie an einem optimalen Standort mit viel Wind im Jahr ca. 5.000 kWh Strom erzeugen. Damit die Nennleistung erreicht wird, muss aber schon starker Wind mit mindestens 10 m/s wehen, das entspricht etwa Windstärke 6.
Wie viel Strom eine Mini-Windkraftanlage tatsächlich produziert, hängt also von der Windgeschwindigkeit, der Nennleistung der Anlage und dem Rotordurchmesser ab.
Diese Tabelle verschafft Ihnen einen ersten Eindruck über die Möglichkeiten:
Nennleistung | Windgeschwindigkeit | Windstärke | Ertrag in kWh |
5.000 kW | 2 – 4 m/s | 2 – 3 | Ca. 3.200 kWh |
5.000 kW | 4 – 6 m/s | 3 – 4 | Ca. 3.700 kWh |
5.000 kW | 6 – 8 m/s | 4 | Ca. 4.300 kWh |
5.000 kW | 8 – 10 m/s | 5 | Ca. 4.800 kWh |
5.000 kW | 10 – 12 m/s | 6 | Ca. 5.300 kWh |
Zur besseren Einschätzung Ihrer Windverhältnisse vor Ort können Sie auf dieser Windkarte des Deutschen Wetterdienstes nachsehen. Dort werden die durchschnittlichen Windwerte nach Region angezeigt. Klicken Sie bei der Windkarte zudem oben rechts auf “10m über dem Grund” anstelle von 80m, da Kleinwindkraftanlagen nur maximal 10 bis 20 m hoch sind.
Wovon hängen die Erträge einer Mini Windkraftanlage ab?
Wie hoch die Erträge einer Kleinwindkraftanlage ausfallen, hängt von vielen Faktoren ab. Wir haben Ihnen die wichtigsten zusammengestellt.
Windgeschwindigkeit: Eine höhere Windgeschwindigkeit führt zu einer höheren Energieerzeugung. Es gibt Regionen mit mehr und weniger Wind.
Standort: Ein Standort mit konstanten und starken Winden ist ideal für eine effiziente Stromerzeugung.
Größe und Art der Windkraftanlage: Größere Anlagen mit höherer Leistung erzeugen in der Regel mehr Energie.
Wartung und Betrieb: Regelmäßige Wartung und effizienter Betrieb sind entscheidend für die Maximierung des Ertrags.
Wetterbedingungen: Wetterbedingungen wie Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Luftdruck können ebenfalls den Ertrag beeinflussen.
Auswahl der richtigen Anlage: Je nachdem, welche Windverhältnisse an Ihrem Standort vorherrschen, sind unterschiedliche Arten von Windkraftanlagen sinnvoll.
Welche Arten von Kleinwindkraftanlagen gibt es?
Für unterschiedliche Anforderungen im Bereich Windkraft haben sich verschiedene Kleinwindkraftanlagen etabliert.
Horizontale Achse Windkraftanlage: Diese Art von Anlagen hat Rotorblätter, die parallel zur Rotationsachse liegen und ähneln den großen Windkraftanlagen.
Vertikale Achse Windkraftanlage: Bei diesen Anlagen liegen die Rotorblätter senkrecht zur Rotationsachse und können unabhängig von der Windrichtung arbeiten.
Savonius-Rotor-Anlagen: Das Besondere an dieser Art Windkraftanlagen für Zuhause ist, dass sie gebogene Rotorblätter hat und damit auch bei niedrigen Windgeschwindigkeiten effizient arbeiten kann.
Darrieus-Rotor-Anlagen: Diese Miniwindkraftanlagen haben gerade oder gebogene Rotorblätter und können hohe Windgeschwindigkeiten effizient nutzen, ohne zerstört zu werden. Das liegt daran, dass der Wind aufgrund der schmalen Blätter keine allzu große Angriffsfläche hat.
Helix-Rotor: Ein helikaler Rotor dreht sich in Form einer Helix-Spirale um eine vertikale oder horizontale Achse. Helikale Rotoren werden häufig in Vertikalachsen-Windkraftanlagen (VAWT) eingesetzt, da sie den Wind aus verschiedenen Richtungen effizient einfangen können. Die Helix-Form ermöglicht es dem Rotor, auch bei niedrigeren Windgeschwindigkeiten Strom zu erzeugen, was sie ideal für den Einsatz in städtischen Gebieten macht.
Gibt es Mini Windkraftanlagen für die Steckdose?
Ja, es gibt bereits steckerfertige Kleinwindkraftanlagen für den Heimgebrauch. Es ist allerdings nicht ganz so einfach wie bei Solaranlagen. Bei einer PV-Anlage ist die maximale Leistung begrenzt, die Sonne kann maximal etwa 1.000 Watt Leistung pro m² bereitstellen.
Das ist bei der Windkraft anders. Verdoppelt sich die Windgeschwindigkeit, so vervielfacht sich die im Wind enthaltene Kraft. Bei einem Sturm wirken enorme Kräfte auf die Windkraftanlage.
Das kann den Rotor so stark beschleunigen, dass er überdreht und den Generator beschädigt. Denn dabei kann die 10-fache Leistung einer PV-Anlage entstehen. Daher benötigt man zusätzlich einen Überdrehschutz, einen Lastwiderstand oder einen Not-Aus-Schalter.
Ist eine Windkraftanlage für zu Hause sinnvoll?
Ob sich die Anschaffung einer privaten Windkraftanlage mit bis zu 5 kW oder mehr für Sie lohnt, hängt vor allem vom Standort und den vorherrschenden Windbedingungen ab. Damit eine Kleinwindkraftanlage sich lohnt, muss sie genügend Strom produzieren, weshalb genügend Wind vorhanden sein muss.
Worauf Sie bei der Wahl des Standorts achten sollten und wie stark der Wind für die Anlage sein sollte, erfahren Sie im Folgenden:
Welche Windgeschwindigkeit braucht es für eine Windkraftanlage?
Um eine Kleinwindkraftanlage wirtschaftlich zu betreiben, braucht es mindestens eine Jahreswindgeschwindigkeit von 4 Meter pro Sekunde. Das entspricht etwa Windstärke 3. Außerdem ist es wichtig, dass der Wind stetig weht und nicht nur ab und zu.
Was ist für den Standort einer Kleinwindkraftanlage zu beachten?
Damit ein stetiger Wind am Standort der Windkraftanlage vorherrschen kann, sollten Sie auf einige Dinge achten:
Dicht bewohnte Siedlungsgebiete und städtische Bereiche sind oft schlecht Standorte, denn Bäume, Nachbargebäude oder andere Hindernisse können den Wind aufhalten und so die Effizienz der Anlage verringern.
Zudem sollten Sie darauf achten, dass der Standort in der Landschaft möglichst weit oben liegt, in Tälern weht meist wenig Wind.
Sie können sich auch ein Windmessgerät zulegen und so selbst an ihrem Standort messen. Machen Sie dies am besten über einen längeren Zeitraum.
Eigenverbrauch von Windstrom lohnt sich
Mit einer Kleinwindkraftanlage können Sie selbst kostenlosen Strom gewinnen und so ihre Nebenkosten deutlich senken. Denn aktuell kostet eine eingekaufte Kilowattstunde Strom gut 28 Cent. Die Einspeisevergütung beträgt jedoch nur 8,2 Cent, daher sollten Sie nur ins Netz einspeisen, wenn der eigene Bedarf vollständig gedeckt ist.
Um den Strom auch für längere Zeit speichern zu können, sollten Sie auch in einen Stromspeicher investieren. Ansonsten muss der Strom direkt verbraucht werden, das gestaltet sich nicht immer leicht.
Was kostet eine Kleinwindkraftanlage?
Heute können Sie eine 5 kW Windkraftanlage schon für unter 2.000 € bekommen, je nachdem welches Modell. Für größere Modelle mit bis 20 kW Leistung zahlt man etwa ab 11.000 €.
Die Preise für private Windkraftanlagen sind in letzter Zeit auch durch asiatische Anbieter stark gesunken.
Leistung | Kosten |
1 kW | 900 € |
3 kW | 1.500 € |
5 kW | 2.000 € |
7 kW | 3.500 € |
10 kW | 5.000 € |
15 kW | 8.000 € |
20 kW | 11.000 € |
Förderung für Mini Windkraftanlagen
Sie können bei der Anschaffung einer Kleinwindkraftanlage den Förderkredit 270 der KfW-Bank in Anspruch nehmen. Über diesen können Sie die kompletten Kosten der Anlage finanzieren lassen. Dabei zahlen Sie Zinsen ab etwa 5 % und einer Mindestlaufzeit von 2 Jahren.
Weitere direkte finanzielle Zuschüsse durch den Staat gibt es aktuell leider nicht.
Gibt es eine Vergütung bei Mini Windkraftanlagen?
Ja, eine Vergütung für den produzierten Strom einer Kleinwindkraftanlage ist möglich, wenn Sie die elektrische Energie in das öffentliche Stromnetz einspeisen. Allerdings beträgt die Vergütung pro Kilowattstunde aktuell (Stand: Mai 2024) nur 8,2 Cent pro kWh. Das lohnt sich nur bei einem sehr hohen Überschuss.
Wo montiert man eine private Windkraftanlage?
Am besten stellt man eine private Windkraftanlage auf dem Dach oder im Garten auf, je nach Größe der Anlage. Kleine Anlagen kann man mühelos auf Dächern montieren, während größere Windkraftanlagen für einen sicheren Stand ein Fundament aus Beton benötigen.
Die Kleinwindkraftanlage muss natürlich an einem Standort mit guten Windverhältnissen aufgestellt werden, damit ein guter Ertrag garantiert ist. Dazu sollte der Wind aus der Hauptrichtung, meist Westen oder Südwesten, frei anströmen können.
Welche Genehmigungen sind für die Installation einer Mini Windkraftanlage erforderlich?
Allgemeine Vorschriften für den Bau einer privaten Windkraftanlage gibt es in Deutschland nicht, dafür hat jedes Bundesland bzw. jede Kommune eigene Regelungen.
In den meisten Bundesländern dürfen Masten bis zu 10 Metern Höhe ohne Genehmigung aufgestellt werden. Dennoch sollten Sie vor Beginn der Baumaßnahmen Ihr zuständiges Bauamt informieren und nachfragen, ob bestimmte Vorschriften eingehalten werden müssen.
In der allgemeinen Bauordnung ist ein Abstandslängenfaktor von mindestens 0,4 festgelegt, das bedeutet, dass der Abstand bei einem 10 Meter hohen Windrad mindestens 4 Meter zum Nachbargrundstück betragen muss.
Jedoch sind die genauen Regelungen Ländersache und unterscheiden sich daher von Bundesland zu Bundesland. In Bayern ist sogar ein Faktor von 1,0 vorgeschrieben. Also muss der Abstand bei einer 10 Meter Anlage auch 10 Meter betragen. Bitte informieren Sie sich vor Kauf der Anlage bei ihrem zuständigen Bauamt.
Auch ein Gespräch mit den Nachbarn ist ratsam, um Unstimmigkeiten zu vermeiden.
Muss eine Mini Windkraftanlage angemeldet werden?
Nein, eine Kleinwindkraftanlage, die ausschließlich dem privaten Verbrauch dient, muss nirgends angemeldet werden. Wenn Sie den erzeugten Strom allerdings ins öffentliche Netz einspeisen wollen, ist eine Anmeldung beim Netzbetreiber erforderlich, auch um die Einspeisevergütung zu erhalten.
Ist für die Mini Windkraftanlage eine Versicherung erforderlich?
Eine Versicherung einer Kleinwindkraftanlage ist keine Pflicht, aber dennoch empfehlenswert. Bei Sturm kann die Anlage möglicherweise umfallen oder Teile davon können fremdes Eigentum beschädigen oder sogar Personen verletzen. Fragen Sie am besten bei Ihrer bestehenden Hausrats- oder Haftpflichtversicherung, ob die Anlage in den bestehenden Versicherungsvertrag mit aufgenommen werden kann. Das kann nicht schaden.
Kleinwindkraftanlage Anbieter und Modelle
Das Angebot an privaten Windkraftanlagen im Internet ist aktuell noch überschaubar, der Markt wird von PV-Anlagen regiert. Jedoch gibt es einige Firmen, die sich auf kleinere und größere Kleinwindkraftanlagen spezialisiert haben.
Die Preise für die Anlagen sind in den letzten Jahren aufgrund neuer Entwicklungen immer mehr gesunken.
Hersteller | Herkunftsland | Modell | Leistung |
Primus Wind Power | USA | Air 40 | 500 W |
Mowea | Deutschland | Telco | 1 kW |
EasyWind | Deutschland | Easywind 6 | 6 – 7,5 kW |
Braun Windturbinen | Deutschland | Antaris | 2,5 – 12 kW |
Gödecke Energie | Deutschland | Aerocraft | 1 kW |
Heyde Windtechnik | Deutschland | Heywind | 2,5 – 5 kW |
SkyWind | Deutschland | SkyWind NG | 1 kW |
Windkraftanlage vs. Solaranlage
Im Vergleich zu einer PV-Anlage schneidet eine Kleinwindkraftanlage eher schlecht ab. Zwar sind die beiden Technologien im Kostenpunkt mittlerweile fast gleich auf, Windkraft für den privaten Gebrauch ist aber aktuell noch teurer. Auch die beschränkte Standortwahl bei Windrädern ist für viele Interessenten ein Hindernis, denn nur wenige Grundstücke bieten dafür ideale Bedingungen.
Eine Solaranlage produziert außerdem zuverlässiger Strom, da die Sonne regelmäßiger scheint, als der Wind weht. Die Kombination aus PV-Anlage und Kleinwindkraftanlage ist bei guten Voraussetzungen aber eine sehr gute Wahl um Nebenkosten zu senken.
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Tipps zur Anschaffung einer Kleinwindkraftanlage
Bevor Sie sich eine Kleinwindkraftanlage anschaffen, sollten Sie folgende Punkte beachten:
Standort: Überprüfen Sie die Windverhältnisse an Ihrem Standort, um sicherzustellen, dass genügend Wind vorhanden ist, um eine Windkraftanlage effizient zu betreiben.
Baurecht: Stellen Sie sicher, dass Sie alle geltenden Vorschriften in Bezug auf die Mindestabstände und der Höhe der Anlage einhalten.
Größe der Anlage: Wählen Sie eine Anlage, die für Ihren Energiebedarf und Ihren Standort geeignet ist.
Hersteller und Qualität: Recherchieren Sie verschiedene Hersteller und wählen Sie einen zuverlässigen Anbieter mit hoher Qualität und gutem Ruf.
Anmeldung: Falls Sie den erzeugten Strom teilweise auch einspeisen möchten, müssen Sie dies beim Netzbetreiber anmelden.
Fazit: Lohnt sich eine Mini Windkraftanlage?
Ob sich eine Kleinwindkraftanlage in Ihrem Fall rentiert, kann man nicht allgemein beantworten. Ausschlaggebend ist der Standort der Anlage und die Windverhältnisse. Anhand der Windkarte haben Sie schonmal eine erste Einschätzung für Ihren Standort. Am besten funktioniert eine Windkraftanlage im flachen Norden Deutschlands oder auf höher gelegenen Standorten.
Wenn die Bedingungen stimmen, dann lohnt sich die Anschaffung auf jeden Fall. Denn die Preise sind günstiger als noch vor einigen Jahren und die Strompreise sind stark gestiegen. Zudem beträgt die durchschnittliche Lebensdauer einer Kleinwindkraftanlage rund 20 Jahre.
Wenn die Investitionskosten Ihr Budget übersteigen, können Sie einen KfW-Kredit in Anspruch nehmen.