Die Energiewende beginnt vor unserer Haustür – oder aber im eigenen Garten. Die allseits bekannten Solaranlagen haben es bereits auf viele Dächer von Ein- oder Mehrfamilienhäusern geschafft. Mittlerweile sind sie sogar auch als kompakte Balkonkraftwerke erhältlich. Doch es gibt noch eine weitere Möglichkeit, selbst nachhaltigen Strom zu erzeugen: Windkraftanlagen für den privaten Gebrauch im eigenen Heim.
Im Folgenden erfahren Sie, welche Möglichkeiten die Windkraft für zu Hause aktuell bietet, für wen und wann sich die Technik lohnt und wie Sie sie für sich nutzen können.
Wie funktioniert eine Kleinwindkraftanlage?
Besonders im Herbst und im Winter ist es windig in Deutschland – und dieser Wind lässt sich energetisch nutzen. Viele Eigenheimbesitzer*innen sind sich schon über die private Stromerzeugung durch die Nutzung von Solarenergie bewusst: Gerade im Frühling und Sommer lässt sich mit Hilfe der Sonne selbständig Strom produzieren. Wer aber auch in Herbst und Winter weniger abhängig vom Stromnetz sein möchte, braucht alternative Lösungen. Gerade an Standorten mit erhöhter Windstärke kann sich die Nutzung von Windkraft zur Stromerzeugung lohnen. Mit einer Kleinwindkraftanlage (KWA) – auch Kleinwindenergieanlage (KWEA) genannt – haben Sie die Möglichkeit, Windkraft auch im privaten Bereich zu nutzen.
Windräder und Kleinwindkraftanlagen verfügen über sogenannte Rotoren. Wenn die Kraft des Windes auf sie einwirkt, beginnen sie zu rotieren. Die kinetische Energie des Windes wird so in eine Drehbewegung umgewandelt. Mit dessen Hilfe wird ein Generator im Inneren der Anlage angetrieben, der schließlich die mechanische Energie in elektrische überführt. Dieses Prinzip gilt sowohl für große Windkraftanlagen als auch für Kleinwindkraftanlagen für Garten und Balkon.
Eckdaten zu Kleinwindkraftanlagen
In der Regel beträgt die maximale Höhe von Kleinwindkraftanlagen 50 Meter, die Leistung liegt dabei unter 100 Kilowatt. Die Realität zeigt, dass ein Großteil der privat genutzten Windkraftanlagen wesentlich kleiner als 50 Meter ist: Sie sind selten mehr als 30, in der Regel sogar weniger als 10 Meter hoch. Die Nennleistung übersteigt kaum einen Wert von 30 Kilowatt – 5 Kilowatt sind hier eher die Norm. Aus diesem Grund werden sie häufig als Mini-Windanlagen bezeichnet.
Auf dem Markt gibt es Kleinwindkraftanlagen in verschiedenen Bauarten. Gängig sind Modelle mit einer horizontalen oder einer vertikalen Ausrichtung. WKA mit horizontaler Achse ähneln den großen Windrädern auf Feldern oder an Küsten und sind somit die bekannteste Bauform. Vertikal ausgerichtete Anlagen haben allerdings den Vorteil, dass sie flexibler einsetzbar sind: Ihre Funktion ist unabhängig von der Windrichtung.
In diesem Video erklärt Sarah, worauf es bei der Installation eine Mini-Windanlage ankommt, worüber Sie sich vorab Gedanken machen sollten und ob sich die Investition auch finanziell lohnt.
Einflussfaktoren auf die Effizienz von Kleinwindkraftanlagen
Die Erträge einer Kleinwindkraftanlage sind nicht nur abhängig von ihrer Nennleistung. Es gibt eine Reihe von Faktoren, die die tatsächlich erzeugte Strommenge beeinflussen:
- Rotordurchmesser: Je größer der Rotor ist, desto mehr Strom kann die Anlage produzieren. Gerade an Standorten mit wenig Wind sollten Sie sich also für einen größeren Rotordurchmesser entscheiden.
- Turmhöhe: Je höher der Turm, desto mehr Wind kann genutzt werden. Bereits mit einer Erhöhung von 10 Metern können Sie die Windgeschwindigkeit um 10 bis 15 Prozent steigern.
- Wirkungsgrad: Dieser Wert gibt Aufschluss über die Effizienz der Anlage im Vergleich zu ihrer theoretischen Maximalleistung.
- Anlagenleistung: Denken sie daran, dass die angegebene Nennleistung in der Regel nur bei sehr starkem Wind erreicht wird, also ab 10 Metern pro Sekunde.
- Standort: Idealerweise wählen Sie eine freie Fläche ohne Hindernisse wie Bäume oder Häuser für den Aufbau der Windkraftanlage. Hügel, Täler oder andere geografische Besonderheiten können sowohl die Windrichtung als auch die -geschwindigkeit enorm beeinflussen.
- Windgeschwindigkeit: Dieser Faktor ist nicht zu unterschätzen: Bei doppelter Windgeschwindigkeit steigt die verfügbare Windenergie um das Achtfache!
An welchen Standorten eignet sich eine Windkraftanlage für Zuhause?
Sowohl die Effizienz als auch die Rentabilität von privaten Windkraftanlagen hängen maßgeblich vom Standort ab.
Um das Potenzial einer Kleinwindkraftanlage zu prüfen, sollten Sie die Windverhältnisse bei Ihnen vor Ort kennen. Schließlich hängt die Menge des produzierten Stroms von der Windkraft ab und die ist abhängig von verschiedenen Faktoren:
- Wie hoch liegt Ihr Balkon oder Ihr Garten? Je weiter die Rotoren Ihrer Anlage in die Höhe ragen, desto mehr Windkraft wird auf sie einwirken und desto mehr Strom werden sie produzieren.
- Wie sieht Ihre Umgebung aus? Auf dem freien Land kann der Wind Ihre Rotoren am besten in Schwung bringen. Bäume oder umliegende Häuser wiederum können die Windgeschwindigkeit reduzieren. Optimal sind daher freie, exponierte Lagen, in denen konstante und ausreichende Windgeschwindigkeiten herrschen.
- Wie laut ist eine Kleinwindkraftanlage? Moderne Kleinwindkraftanlagen sind in der Regel leise, erzeugen jedoch ein konstantes Surr- oder Brummgeräusch, das je nach Modell, Windgeschwindigkeit und Umgebung unterschiedlich stark wahrnehmbar ist. In windreichen Regionen kann dieses Geräusch durch die kontinuierliche Drehbewegung der Rotoren verstärkt werden.
Welche Windgeschwindigkeiten sind nötig?
Konstante Windgeschwindigkeiten sind das A und O für die effiziente Stromerzeugung durch eine Windkraftanlage zu Hause. Die mittlere Jahresgeschwindigkeit auf der Höhe des Rotors liegt im Idealfall bei mindestens 4 bis 6 Metern pro Sekunde. Die Bedingungen sind erfahrungsgemäß in hügeligen Gebieten wie dem Schwarzwald oder dem Harz, in offenen Landschaften in Niedersachen oder in Schleswig-Holstein sowie in Küstennähe besonders gut.
An den meisten Orten gibt es eine vorherrschende Windrichtung, aus der im Laufe des Jahres ein Großteil der Windenergie kommt. Darum ist es besonders wichtig, dass der Wind aus dieser Hauptwindrichtung ungehindert auf den Standort der Kleinwindkraftanlage treffen kann. Nur so kann sie so effektiv wie möglich arbeiten. Da Mitteleuropa in der Westwindzone liegt, kommen die stärksten Winde in der Regel aus dem Westen, Südwesten oder Nordwesten und ziehen Richtung Osten. Die Hauptwindrichtungen können sich regional allerdings unterscheiden. Es empfiehlt sich also, die Windrichtung über einige Monate hinweg mit einer Wetterstation zu messen, um eine verlässliche Einschätzung der Standortbedingungen treffen zu können.
Für jede Region in Deutschland gibt es einen sogenannten Energieatlas, der aufzeigt, in welcher Höhe der Wind wie schnell weht. Den für Baden-Württemberg finden Sie beispielsweise unter energieatlas-bw.de.
Ungeeignete Standorte für Kleinwindkraftanlagen
Nicht an jedem Standort herrscht ausreichend Wind für eine wirtschaftlich rentable Kleinwindkraftanlage. Eine gründliche Prüfung im Vorfeld kann verhindern, dass hohe Investitionen in eine Anlage fließen, die später kaum Ertrag liefert.
Zu den ungeeigneten Standorten zählen in der Regel:
- Dicht bebaute Gebiete: Gebäude bremsen den Wind und erzeugen Turbulenzen. Je dichter und höher die Bebauung, desto schlechter ist das Windpotenzial. Zwar könnte man versuchen, den Rotor mit einem hohen Mast über die Turbulenzen zu heben. Doch bei diesem Vorhaben gibt es oft baurechtliche Einschränkungen.
- Waldreiche Gegenden: In waldreichen Gebieten wird der Wind durch die zahlreichen Bäume stark abgeschwächt, sodass eine wirtschaftliche Nutzung kaum möglich ist. Nur in westlichen Hanglagen oder an freien Schneisen kann eine Kleinwindanlage in Ausnahmefällen sinnvoll sein.
- Täler: In den meisten Tälern sind die Windverhältnisse ungünstig, da der Wind dort oft schwächer weht als in höheren Lagen.
Wichtig ist demnach, dass sich in direkter Nähe keine Gebäude oder Bäume befinden. Aus diesem Grund sind Wohngebiete für Kleinwindkraftanlagen auch meist ungeeignet, da Mauern, Häuser oder andere Hindernisse die Luftströmung stören.
Private Windkraftanlagen: Ist eine Baugenehmigung nötig?
Es gibt keine einheitliche Regelung zur Genehmigung von Kleinwindkraftanlagen auf Bundesebene. Darum muss immer die jeweilige Landesbauordnung geprüft werden. Neben baurechtlichen Vorgaben können – abhängig vom Standort – auch Fachgesetze, wie das Denkmalschutz- oder das Naturschutzgesetz, eine Rolle spielen. Aus diesem Grund müssen Sie sich vor der Planung unbedingt bei der zuständigen Baubehörde über die jeweiligen Bestimmungen informieren.
Die Genehmigungspflicht ist in den Bauordnungen durch die Gesamthöhe, also den höchsten Punkt der Flügelspitze, bestimmt. Dabei gibt es folgende Kategorien:
- Mehr als 10 Meter: In ganz Deutschland genehmigungspflichtig.
- Mehr als 30 Meter: In manchen Bundesländern werden Windkraftanlagen dieser Höhe als Sonderbau eingestuft. Dann gelten höhere Anforderungen an die Baugenehmigung.
- Mehr als 50 Meter: Bei dieser Größe handelt es sich um Großwindkraftanlagen. Die Genehmigung unterliegt dann dem Bundes-Immissionsschutzgesetz.
Ein Großteil der Kleinwindkraftanlagen sind nicht höher als 30 Meter, was das Genehmigungsverfahren weniger aufwendig macht. Innerhalb der letzten 10 Jahre haben einige Bundesländer außerdem die Genehmigungspflicht für Mini-Windräder mit einer Höhe von bis zu 10 Metern aufgehoben.
Wichtig: Auch der Geräuschpegel spielt eine wichtige Rolle. Darum müssen bei der Errichtung einer Windkraftanlage immer bestimmte Mindestabstände zu den Nachbarn eingehalten werden. Wie laut die Anlage sein darf, legt die Technische Anleitung zum Schutz gegen Lärm (TA) je nach Gebietstyp fest. Die Maximalwerte sind beispielsweise in Wohngebieten niedriger als in Industriegebieten. Auch nachts sind die Auflagen strenger als tagsüber.
Die Landesbauordnungen regeln zusätzlich die Mindestabstände zu Grundstücksgrenzen und Gebäuden. In den meisten Fällen gilt die 1H-Regel: Der Abstand muss mindestens der Höhe der Anlage entsprechen. Ist die Anlage beispielsweise 20 Meter hoch, muss der Abstand mindestens 20 Meter groß sein. Aktuelle Regelungen über die Rechtslage finden Sie beim Bundesverband Kleinwindanlagen.
Sprechen wir über Preise: Das kosten private Kleinwindkraftanlagen
Windkraft zählt zu den regenerativen Energien und ist eine sehr klimafreundliche Art der Stromerzeugung. Aber: Günstig ist sie für Privatanwender*innen nicht. Ein Kilowatt Leistung kostet im Schnitt etwa 6.000 Euro – und kann je nach Anlagengröße von 3.000 bis 10.000 Euro variieren. Eine private Windkraftanlage mit einer Leistung von 5 Kilowatt würde also durchschnittlich rund 30.000 Euro kosten.
Die Investitionskosten für eine Kleinwindkraftanlage sind also vergleichsweise hoch und variieren stark – je nachdem, wie viel Strom über die Anlage pro Jahr gewonnen werden soll.
Vergleichen Sie hier sorgfältig die Preise und bedenken Sie zusätzlich die gesamten Anschaffungs- und Installationskosten: Nicht nur die Kleinwindkraftanlage selbst kostet Geld. Ab einer gewissen Größe muss ein Fundament gegossen oder eine externe Firma beauftragt werden, um die Anlage aufzubauen.
Für die jährliche Wartung und die Instandhaltung Ihrer Anlage müssen Sie mit etwa 3 Prozent der Investitionskosten rechnen.
Natürlich gibt es Kleinwindkraftanlagen, die zu einem niedrigeren Preis mehr Leistung versprechen: Das geht aber zu Lasten der Qualität und kann für Sie am Ende deutlich teurer werden, wenn es zu ständigen Reparaturarbeiten kommt oder Sie die Anlage sogar ersetzen müssen. Denn was nicht vergessen werden darf: Auf eine Windkraftanlage wirkt regelmäßig eine große Kraft und die vielen beweglichen Teile müssen ihr standhalten können. Die Bauweise und die Qualität einer entsprechenden Anlage ist dementsprechend von großer Bedeutung für ihren langfristigen Ertrag.
Kleinwindkraftanlagen können eine sinnvolle Ergänzung zu Photovoltaikanlagen darstellen. Besonders in den düsteren Herbst- und Wintermonaten.
Wie finde ich bei einer Kleinwindkraftanlage das beste Preisleistungsverhältnis?
Für die Ermittlung des besten Preisleistungsverhältnisses einer Kleinwindkraftanlage wäre der Vergleich des Preises pro Kilowatt Leistung naheliegend. Davon raten wir allerdings ab. Sinnvoller ist es, die Kosten pro Kilowattstunde Strom als Vergleich heranzuziehen. Die Stromproduktion wird hier den Kosten zum Betreiben der Anlage während der Lebenszeit gegenübergestellt.
Gibt es Förderungen für private Windkraftanlagen?
Umfangreiche Förderprogramme, wie es sie für PV-Anlagen im Rahmen der Photovoltaik-Förderung gibt oder gegeben hat, gibt es für Kleinwindanlagen kaum. Dennoch existieren Fördermöglichkeiten für private Windkraftanlagen, die eine Unterstützung für Hausbesitzer*innen sein können. Das KfW-Programm „Erneuerbare Energien – Standard (270) vergibt günstige Kredite für die Errichtung von Anlagen zur Stromerzeugung aus Windkraft. Bis zu 100 Prozent der Investitionskosten können damit finanziert werden. Voraussetzung ist, dass ein Teil der erzeugten Windenergie ins öffentliche Netz eingespeist wird.
Zudem gibt es auch regionale Förderungen, mit denen die Nutzung privater Windkraftanlagen einfacher wird. Nordrhein-Westfalen hat beispielsweise Förderprogramme für die Standortbeurteilung ins Leben gerufen. Darüber hinaus bieten auch Stadtwerke oder andere regionale Energieversorger Beratungsleistungen oder finanzielle Unterstützungen an.
Erhält man eine Einspeisevergütung für private Kleinwindkraftanlagen?
Die Einspeisung von privat erzeugtem Strom ins öffentliche Stromnetz ist in Deutschland durch das Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) geregelt. Wer eine Anlage mit einer Leistung von bis zu 10 Kilowatt-Peak betreibt, erhält eine Einspeisevergütung von 8,03 Cent pro Kilowattstunde für den eingespeisten Überschussstrom. Regional kann es aber zu Unterschieden in den genauen Vergütungsbedingungen kommen. Da die Vergütung recht gering ausfällt, ist es lohnender, den erzeugten Strom primär für den Eigenverbrauch zu nutzen.
Rentiert sich eine Kleinwindkraftanlage für zu Hause?
Die Rentabilität von Kleinwindkraftanlagen hängt in erster Linie vom Standort, den anfallenden Kosten sowie dem eigenen Stromverbrauch ab. Windreiche, unbebaute Flächen sind hier ideal – Häuser oder Bäume stellen Hindernisse dar und senken die Stromerträge erheblich. Gut zu wissen ist auch, dass Kleinwindanlagen deutlich teurer als Solaranlagen sind. Das betrifft sowohl die Anschaffungskosten als auch den finanziellen Aufwand für Wartung und Betrieb. Eine mittelgroße Anlage mit einer Leistung von 5 Kilowatt kann sich demnach erst nach 15 oder sogar mehr Jahren amortisieren. Und das auch nur, wenn die Bedingungen stimmen.
Die Rechnung steht und fällt aber auch mit dem Eigenverbrauch: Je mehr des selbsterzeugten Stroms auch im Haushalt genutzt wird, desto früher rechnet sich die Anschaffung. Finanzielle Einsparungen durch eine Mini-Windkraftanlage sind nur dann realistisch, wenn der erzeugte Strom auch zum großen Teil selbst genutzt wird. Dann sparen Sie ungefähr 30 Cent pro Kilowattstunde. Die Einspeisung ins Versorgungsnetz lohnt sich aufgrund der niedrigen Einspeisevergütung hingegen kaum.
Nicht zuletzt spielt für viele der Umweltaspekt eine große Rolle. Hier kann die Kleinwindkraftanlage punkten: Sie erzeugt sauberen Strom ohne CO2-Ausstoß und leistet somit einen Beitrag zum Klimaschutz.
Mini-Windkraftanlage für zu Hause kaufen: Das sollten Sie beachten
Eignet sich Ihr Zuhause für eine Kleinwindkraftanlage, haben Sie die Wahl zwischen unterschiedlichen Modellen. Während vertikale Windkraftanlagen modern und futuristisch anmuten, ist ihr Ertrag spürbar geringer als der von den bekannten horizontalen Windkraftanlagen, die mit Ein- oder Dreiblattrotoren arbeiten.
Außerdem sollten Sie beim Kauf nicht nur auf die Art und den Preis der Anlage achten, sondern auch auf die Qualität. Entscheidend ist hier vor allem eine hohe mechanische Belastbarkeit, denn die Windgeneratoren sind starken Kräften ausgesetzt. Sturmsicherheit sowie Lautstärke sind ebenfalls wichtige Faktoren.
Sie erkennen eine gute Kleinwindkraftanlage an verlässlichen Erfahrungsberichten und unabhängigen Tests oder Siegeln. Hilfreich – wenn auch nicht zwingend erforderlich – sind beispielsweise Zertifizierungen wie die IEC 61400-2. Doch auch Testberichte von unabhängigen Prüfstellen sowie langjährige Praxiserfahrungen von Betreibern geben Aufschluss über die Qualität. Beim Kauf raten Fachleute außerdem dazu, nicht nur auf die CE-Kennzeichnung zu achten, sondern immer auch eine Konformitätserklärung des Herstellers anzufragen. Letztere bestätigt, dass die Anlage den aktuell geltenden Qualitäts- und Sicherheitsstandards entspricht. Bei Mängeln oder frühzeitigen Defekten kann dann der Hersteller haftbar gemacht werden.
Neben den bekannten horizontalen Windrädern eignen sich auch vertikale Windkraftanlagen für den Einsatz zu Hause.
Fazit: Wann lohnt sich eine Windkraftanlage für zu Hause?
Für die meisten privaten Haushalte ist eine Photovoltaikanlage in aller Regel die wirtschaftlichere Wahl. Sie ist mit relativ niedrigen Kosten verbunden und nahezu überall einsetzbar. Unter bestimmten Bedingungen kann eine Kleinwindkraftanlage allerdings sinnvoll sein – gerade an Standorten, an denen hohe und konstante Windgeschwindigkeiten herrschen.
Auch wer bereits Solarenergie nutzt und bei sich zu Hause gute Windverhältnisse vorfindet, kann auf die Stromerzeugung durch eine Kleinwindkraftanlage setzen, um die sonnenarmen Monate im Herbst und Winter auszugleichen und das ganze Jahr über klimafreundlichen Strom zu erzeugen. Wer zusätzlich seinen Stromverbrauch im Blick behält, leistet einiges für eine lebenswerte Welt von morgen.