Energieberatung, Erneuerbare Energien

Kleinwindkraftanlagen Windenergie für alle

Wer die Nachbarn nicht mit der Aufstellung eines 150 Meter hohen Masten für seine zukünftige Energieautarkie verschrecken möchte, kann mit einer Kleinwindkraftanlage beginnen. Diese eignet sich ideal für Privatpersonen und für «off the grid»-Orte, wie z. B. Berghütten oder Campingplätze.

Kleinwindkraftanlagen können dort Strom erzeugen, wohin noch keine elektrische Infrastruktur reicht. Sie funktionieren im Prinzip wie ein grosses Windrad. Durch einen Rotor wird die Energie des Windes über eine Welle und ein Getriebe zum Stromgenerator geleitet. Nachdem der erzeugte Strom durch einen Transformator dem Netzstrom angeglichen wurde, kann er dann entweder selbst verbraucht, oder mit Einspeisevergütung ins Netzt geleitet werden.

Beim Eigenverbrauch ist zusätzlich ein Batteriespeicher essenziell, um den erzeugten Windstrom zu speichern und bei Bedarf abrufen zu können.

Unterschiedliche Kleinwindkraftanlagen

Je nach Grösse und Ausführung der Anlage, liegt die Nennleistung zwischen 300 und 1'500 W und auch die Kosten sind mit ab CHF 500.– pro Rotor überschaubar. Zudem unterscheidet man Windkraftanlagen mit horizontaler und vertikaler Achse. Und während die grossen Windräder in nur einer Ausführung kommen, gibt es Kleinwindkraftanlagen in drei Varianten:

Windkraftanlagen mit Mehrblattrotor sind die meistverwendeten Anlagen und funktionieren wie ihre grossen Brüder. Es gibt Rotoren mit drei, vier oder fünf Blättern, wobei drei-blättrige Anlagen die effizientesten sind. Sie sind so populär, weil sie zudem sehr laufruhig sind, einen hohen Wirkungsgrad und eine Lebenszeit von ca. 25 Jahren haben.

Sie beginnen sich schon ab Windgeschwindigkeiten von 3 m/s zu drehen und entfalten ihre volle Leistung oberhalb von 10 m/s. Bei Windgeschwindigkeiten über 25 m/s werden sie durch ein Verstellen der Rotorblätter aus dem Wind genommen, um Schaden durch zu starke Zentrifugalkräfte zu verhindern.

Der Darrieus-Rotor wurde 1925 vom Franzosen George Darrieus erfunden und später patentiert. Er besitzt eine senkrechte Achse, womit das Getriebe und der Generator am Boden platziert werden können. Der Rotor besteht aus mehreren senkrechten auf einer Bogenlinie gekrümmten Blättern, die an einer vertikalen Drehachse befestigt sind, und dreht immer, egal woher der Wind kommt.

Die Nachteile der Darrieus-Rotoren ist der hohe Platzverbrauch in Bodennähe und, dass sie nur schlecht selbst anlaufen können bzw. hohe Windgeschwindigkeiten dazu brauchen. Zum Starten kann der Generator als Motor fungieren, um den Rotor auf Drehzahl bringen. Hinzu kommt, dass die Blätter bei Sturm nicht aus dem Wind gedreht werden können, weshalb die gesamte Struktur vom Rotor über den Turm bis zum Fundament entsprechend stabil ausgelegt werden muss.

Der Savonius-Rotor wurde von dem Finnen Sigurd Savonius 1924 erfunden. Sie besitzen ebenfalls eine senkrechte Achse und bestehen aus zwei halbkreisförmigen, gegeneinander verschobene Schaufeln, die von zwei kreisförmigen Platten oben und unten abgedeckt sind. Der Rotor wird unabhängig von der Windrichtung angetrieben und deswegen ebenfalls unabhängig von der Windrichtung.

Er beginnt schon ab einer geringen Windgeschwindigkeit von 2 m/s sich zu drehen und läuft sehr leise. Leider ist sein Wirkungsgrad sehr gering. Aus diesem Grund wird er eigentlich nie zur Stromgewinnung eingesetzt, sondern häufig als Antrieb für Ventilationssysteme, bei selbstdrehenden Werbetafeln oder Kinderspielzeugen.

Bauvorschriften

Die jeweilige Bauordnung wird von jedem Kanton selbst verfasst, weshalb sich auch die Genehmigungsverfahren unterscheiden. Zudem gibt es einen Ermessensspielraum und Sie sollten in jedem Fall vorher abklären, nach welchen Kriterien Kleinwindanlagen zugelassen sind. Oft kann es aber schon reichen, wenn der Mast nicht allzu hoch ist und die Rotoren keine visuelle Beeinträchtigung darstellen.

Abschliessend

Im Gegensatz zu Photovoltaikanlagen, können Kleinwindkraftanlagen auch ohne die optimalen Rahmenbedingungen, wie die Ausrichtung des Daches oder dessen Winkeln, die volle Leistungen erbringen – zumindest solange der Wind weht. Und für Menschen, die so autark wie möglich sein wollen, sind sie eine lohnende Ergänzung.  

Falls Sie Fragen zum Thema haben, können Sie gerne unseren Energieberater kontaktieren:

Clemens Bohnenblust

Fachstelle Energie

Migrol AG
Badenerstrasse 569
8048 Zürich
energie@migrol.ch
Kontakt Hotline 0844 000 000 (4 Rp./Min.)

Die Migrol Energieberatung wird in den Kantonen Aargau, Basel-Landschaft, Basel-Stadt, Bern, Luzern, Schwyz, Zug und Zürich durchgeführt.

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