Windrad im Garten – lohnt sich das?

Mit Kleinwindkraftanlage selbst Strom erzeugen?

Strom direkt aus dem eigenen Garten oder vom eigenen Dach – klingt das nicht fast zu gut, um wahr zu sein? Gerade jetzt, wo die Kosten für Strom und Heizung einen Großteil der Haushaltskasse verschlingen, sehnen sich viele nach Unabhängigkeit von den Energieanbietern. Macht das ein Windrad für Zuhause möglich? In unserem Ratgeber gibt´s dazu alle Infos!

Das Interesse an alternativen Energiequellen für private Haushalte, wie Kleinwindenenergieanlagen (KWEA) nimmt in Deutschland stetig zu. Während Solarmodule auf Dächern bereits eine verbreitete Methode zur Energiegewinnung darstellen, bleibt die Nutzung von Kleinwindanlagen zur Eigenproduktion von Strom und Wärme noch recht unerschlossen. In diesem Text beleuchten wir, warum dies so ist, und ob Kleinwindkraftanlagen eine praktikable Alternative zu herkömmlichen Energiequellen darstellen. Wir liefern Antworten auf wichtige Fragen und bieten nützliche Tipps für Interessierte.

 

Was ist ein Kleinwindkraftwerk überhaupt?

Ein Kleinwindkraftwerk, präziser: Kleinwindenergieanlage, zu definieren, ist ein bisschen so wie das Einfangen des Windes selbst – es gibt viele Ansätze, aber keine universelle Lösung. International betrachtet legt die World Wide Energy Association die Obergrenze für Kleinwindkraftwerke (KWEA) bei 100 Kilowatt (kW) fest. In Deutschland zählt aus baurechtlicher Sicht jede Anlage bis zu einer Höhe von 50 Metern als KWEA. Die gute Nachricht: Bis zu dieser Höhe brauchen Sie keine komplizierte Genehmigung nach dem Bundes-Immissionsschutzgesetz, eine normale Baugenehmigung – dazu mehr weiter unten – reicht (meist) aus. Technisch gesehen werden Kleinwindkraftwerke als Anlagen mit einer maximalen Rotorfläche von 200 Quadratmetern definiert. Diese Rotorfläche ist der Bereich, den die rotierenden Rotorblätter abdecken und in dem sie die Windenergie in Bewegungsenergie umwandeln.

Der Ventilator – sowas wie ein Windrad im Mini-Format.
Quelle: OpenAI

Ganz ähnlich wie ihre großen Geschwister, von denen man in Deutschland aktuell knapp 30000 sieht, nutzen auch die kleinen Windräder die Kraft des Windes zur Stromerzeugung. Stellen Sie sich das vor wie einen Fahrrad-Dynamo: Der Wind bringt die Rotoren in Schwung, und dieser Schwung wird dann in elektrische Energie umgewandelt. Typischerweise haben diese kleinen Windräder eine Leistung von bis zu 30 Kilowatt und stehen oft ganz in der Nähe der Orte, an denen der Strom verbraucht wird – beispielsweise in Ihrem Garten oder auf dem Dach Ihres Hauses.

 

Was für Windräder gibt es für den Privatgebrauch? 

Bei Kleinwindkraftanlagen gibt es zwei Haupttypen: horizontale und vertikale Windräder.

Horizontale Windräder: Diese Art von Windrädern hat Rotoren, die sich um eine waagerechte Achse drehen. Sie ähneln den großen Windkraftanlagen und sind am weitesten verbreitet. Diese Anlagen müssen sich immer in Richtung des Windes drehen, um effizient zu arbeiten. Sie sind leistungsfähiger, wenn sie optimal zum Wind ausgerichtet sind, was allerdings eine ständige Nachführung erfordert. Horizontale Windräder können einen weiten Leistungsbereich abdecken und produzieren Strom kosteneffizienter im Vergleich zu vertikalen Windrädern.

Vertikale Windräder: Diese haben Rotoren, die sich um eine senkrechte Achse drehen. Der Vorteil von vertikalen Windrädern ist, dass sie unabhängig von der Windrichtung funktionieren. Sie sind weniger anfällig für starke Böen, arbeiten leiser und verursachen kaum Vibrationen. Allerdings ist ihr Wirkungsgrad im Vergleich zu horizontalen Windrädern geringer, was bedeutet, dass sie bei gleicher Windstärke weniger Strom erzeugen. Vertikale Windräder eignen sich besonders für Orte mit turbulenten Windverhältnissen und können schon bei geringen Windgeschwindigkeiten Strom produzieren. Ihre Installation ist oft einfacher, und sie verursachen weniger Schall- und Schattenemissionen.

Wichtig für die Leistung: Unabhängig vom Typ der Anlage ist die Größe des Rotors entscheidend für den Stromertrag. Die sogenannte überstrichene Rotorfläche spielt eine große Rolle bei der Bestimmung der Energieausbeute. Generell gilt, je größer die Rotorfläche, desto mehr Energie kann erzeugt werden. Außerdem steigt die Leistung einer KWEA überproportional mit der Windgeschwindigkeit: Eine Verdopplung der Windgeschwindigkeit kann die kinetische Energie des Windes um das Achtfache erhöhen.

Elektro4000-Essenz: Bei der Auswahl einer KWEA sollten die lokalen Windverhältnisse und die Hauptwindrichtung am Standort sorgfältig analysiert werden, da diese für einen effizienten und wirtschaftlichen Betrieb entscheidend sind.

 

Welche Standort ist für ein Mini-Windkraftwerk geeignet?

Ein Windrad umgeben von Bäumen?           Keine gute Idee! Quelle: OpenAI

Bei der Wahl des Standorts für eine Kleinwindkraftanlage (KWEA) gibt es einiges zu beachten:

  • Windhöffigkeit: Der wichtigste Faktor ist, wie windig es an Ihrem Standort ist. Ideal sind durchschnittlich mindestens vier Meter pro Sekunde Windgeschwindigkeit. Ein bisschen mehr Wind kann schon einen großen Unterschied machen, da die Energieerzeugung stark mit der Windgeschwindigkeit zusammenhängt.
  • Genehmigungen und Sicherheit: Achten Sie auf die gesetzlichen Vorgaben und Sicherheitsaspekte. Informieren Sie auch Ihre Nachbarschaft, falls die Windanlage sie beeinträchtigen könnte.
  • Freie Anströmung: Es ist wichtig, dass der Wind ungehindert zur Anlage strömen kann. Hindernisse wie Gebäude, Hügel oder Bäume können den Wind verlangsamen und Turbulenzen verursachen, was die Stromproduktion verringert.
  • Windmessung und Planung: Um die Windverhältnisse genau zu beurteilen, sollten Sie eine Windmessung durchführen oder ein Ingenieurbüro beauftragen. Diese Messung sollte idealerweise über ein Jahr erfolgen, um unterschiedliche Windverhältnisse erfassen zu können.

Ein Beispiel: Angenommen, Sie wohnen in einem offenen Gebiet ohne viele Bäume oder Gebäude in der Umgebung. Hier könnte eine Windmessung zeigen, dass die durchschnittliche Windgeschwindigkeit bei etwa 4,5 Metern pro Sekunde liegt. Das wäre ein guter Standort für eine KWEA. Aber wenn Sie in einem Waldgebiet oder einer dicht bebauten Gegend wohnen, wo selbst ein kleiner Hügel oder ein nahes Gebäude den Wind stark beeinflusst, könnte der Standort weniger geeignet sein.

Elektro4000-Essenz: Ein guter Standort für eine KWEA hat viel Wind, wenige Hindernisse in der Hauptwindrichtung und erfüllt alle gesetzlichen Anforderungen. Bevor Sie sich entscheiden, ist es empfehlenswert, eine ausführliche Windmessung durchzuführen. Achtung: Die kann teurer sein als die Summe, die Sie jährlich mit der eigenen Windkraftanlage an Stromkosten sparen!

Windmessung? Die sollten Sie von einem Profi durchführen lassen! Quelle: OpenAI

Windrad auf dem Dach – welche Voraussetzungen müssen dafür erfüllt sein?

Für die Aufstellung einer Kleinwindkraftanlage auf einem Dach gibt es viel zu berücksichtigen. Denn nicht jedes Dach ist für die Installation einer solchen Anlage geeignet. Hier sind einige wichtige Punkte:

  • Stabilität und Struktur des Dachs: Das Dach muss die zusätzliche Last der Windkraftanlage tragen können. Dies beinhaltet nicht nur das Gewicht der Anlage selbst, sondern auch die Kräfte, die durch Wind und Vibrationen entstehen. In vielen Fällen ist eine statische Prüfung des Gebäudes erforderlich.
  • Windverhältnisse: Ähnlich wie bei Anlagen am Boden, ist auch bei der Dachmontage die Windhöffigkeit entscheidend. Da Windverhältnisse mit der Höhe variieren können, ist es wichtig, die spezifischen Bedingungen für die Höhe des Dachs zu ermitteln.
  • Ausrichtung und Hindernisse: Die Platzierung der Anlage sollte so erfolgen, dass sie möglichst ungehinderten Zugang zu Windströmungen hat. Umgebende Strukturen wie höhere Gebäude oder Bäume können den Windfluss beeinflussen.
  • Genehmigungen und Vorschriften: Abhängig von der Region können für die Installation einer Windkraftanlage auf dem Dach Genehmigungen oder spezielle Bauvorschriften erforderlich sein. Es ist wichtig, dies im Vorfeld zu klären.
  • Schwingungen und Lärm: Eine Windkraftanlage auf dem Dach kann Schwingungen und Lärm verursachen, die sowohl für die Bewohner des Hauses als auch für die Nachbarschaft störend sein können. Diese Aspekte sollten ebenfalls vor der Installation bewertet werden.

Elektro4000-Essenz: Wenn Sie eine Kleinwindkraftanlage auf Ihrem Dach in Erwägung ziehen, ist es ratsam, sich von Fachleuten beraten zu lassen. Sie können die Eignung Ihres Dachs beurteilen und Ihnen helfen, alle erforderlichen Genehmigungen zu erhalten.

Sieht es irgendwann bei uns so aus? Momentan noch Utopie! Quelle: OpenAI

Lohnt sich ein Windrad zu Hause überhaupt?

Die Rentabilität eines Windrades im eigenen Garten hängt von verschiedenen Faktoren ab. Kleinwindenergieanlagen sind nur wirtschaftlich, wenn sie an windreichen Standorten installiert werden und ein Großteil des erzeugten Stroms direkt vor Ort verbraucht wird. Da die Vergütung für ins Netz eingespeisten Strom nach dem Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) nur etwas mehr als 6 Cent pro Kilowattstunde beträgt, ist der Eigenverbrauch finanziell vorteilhafter. Durch den direkten Verbrauch oder die Speicherung des Stroms in einem Batteriespeicher kann der Bezug teurerer Netzenergie reduziert werden, wodurch sich Einsparungen von etwa 30 Cent pro Kilowattstunde ergeben können.

KWEAs haben eine Lebensdauer von etwa 20 Jahren. Um die Wirtschaftlichkeit und Amortisationsdauer zu ermitteln, müssen die eingesparten Kosten für Netzstrom mit den Gesamtausgaben der Anlage, einschließlich Anschaffungs- und Betriebskosten, verglichen werden. Der zu erwartende Stromertrag hängt von den Windverhältnissen am Standort ab. Eine Windmessung, die oft von Anbietern der Anlagen durchgeführt wird, kann hierbei Aufschluss geben. Denn die tatsächliche Einsparung hängt hauptsächlich von der Windgeschwindigkeit am Aufstellort ab.

Ganz oben auf dem Berg – das wäre ein optimaler Standort für ein Windrad.
Quelle: OpenAI

In der folgenden Übersicht finden Sie eine Schätzung für die Leistung einer Kleinwindkraftanlage, basierend auf verschiedenen Parametern wie Rotordurchmesser und Rotorfläche. Diese Daten geben Ihnen einen Einblick, wie sich verschiedene Faktoren auf die Stromerzeugung und den ökonomischen Wert des erzeugten Stroms auswirken:

  • Rotordurchmesser: 1,2 m (horizontaler Achse)
  • Rotorfläche: 1,13 m²
  • Stromerzeugung: ca. 115 kWh pro Jahr
  • Wert des Stroms: etwa 40 € pro Jahr (bei 100% Eigenverbrauch)
  • Ertrag bei doppeltem Rotordurchmesser: Vervierfacht sich, da die Rotorfläche und somit die Energieaufnahme des Windes steigt

Diese Werte sind Schätzungen und variieren je nach Standort und Qualität der Anlage. Beachten Sie, dass eine Verdoppelung der Windgeschwindigkeit zu einem achtfachen Ertrag führt, während eine Halbierung der Geschwindigkeit den Ertrag auf ein Achtel reduziert.

 

Was kostet eine Kleinwindenergieanlage?

Die genauen Kosten variieren allerdings und liegen zwischen 2.500 und 9.000 Euro pro Kilowatt installierter Leistung. Diese Unterschiede entstehen, weil in den Gesamtkosten oft nicht nur die Anlage selbst, sondern auch Genehmigungen, Fundament, Mast, Montage und Elektronik enthalten sein können. Eine Kleinwindkraftanlagen für ein Einfamilienhaus (etwa 1 bis 1,5 Kilowatt) kosten entsprechend um die 3000 Euro.

Das Aufstellen eines Windrades lohnt sich vor allem da, wo auch Wind weht. Quelle: OpenAI

Es ist wichtig, eine Anlage von einem vertrauenswürdigen Hersteller oder Händler zu wählen. Achten Sie darauf, dass die Anlage zertifiziert ist und ihre Leistungsfähigkeit durch Tests nachgewiesen wurde. Dies stellt sicher, dass die Anlage tatsächlich so viel Strom produziert, wie angegeben. Gute Hersteller bieten auch Informationen zu Lebensdauer, Sturmsicherheit und Unterstützung bei der Planung und Genehmigung.

Beispiel: Für eine Anlage, die 1 Kilowatt Leistung hat und 4.000 Euro kostet, sollten Sie auch laufende Kosten für Wartung, Versicherung, Elektronik, eventuelle Reparaturen und Kreditzinsen einkalkulieren. Diese Kosten liegen jährlich bei etwa 0,5 bis 2,0 Prozent der Investitionskosten. Bei einer Anlage, die 4.000 Euro kostet, wären das jährlich zwischen 20 und 80 Euro. Manche Wartungsarbeiten können Sie möglicherweise selbst erledigen, was weitere Kosten spart.

 

Braucht man für ein Windrad im Garten oder auf dem Dach eine Baugenehmigung?

Manchmal ja, manchmal nein. Deshalb: Wenn Sie überlegen, eine Kleinwindkraftanlage (KWEA) zu installieren, ist eine der ersten Überlegungen die Baugenehmigung. Dieser Schritt ist entscheidend und sollte nicht unterschätzt werden. Im Folgenden finden Sie einige grundlegende Informationen, die Ihnen bei der Planung helfen können:

  • Frühe Kontaktaufnahme mit Behörden: Es ist ratsam, sich schon zu Beginn Ihrer Planungen mit der zuständigen Genehmigungsbehörde in Verbindung zu setzen. So erfahren Sie frühzeitig, welche Unterlagen und Gutachten für Ihr Vorhaben benötigt werden.
  • Art der Genehmigung: Ob eine Baugenehmigung erforderlich ist, hängt von der Höhe der Anlage und dem Standort ab. Die Bauordnungen der Bundesländer geben Aufschluss darüber. In vielen Bundesländern sind Windkraftanlagen bis zu einer Höhe von 10 Metern genehmigungsfrei. Manchmal, wie beispielsweise in Niedersachen, dürfen sie genehmigungsfrei auch noch höher – in diesem Fall 15 Meter– sein.
  • Windrad auf dem Dach: Falls Sie planen, das Windrad auf Ihrem Hausdach zu installieren, sollten Sie einen Statiker hinzuziehen. Dies ist besonders wichtig, da Windräder, insbesondere horizontale, Vibrationen erzeugen können, die das Gebäude nicht beeinträchtigen dürfen.
  • Lärmvorschriften: Die von der Windkraftanlage erzeugten Geräusche müssen innerhalb der gesetzlichen Grenzen bleiben. Diese werden durch die Technische Anleitung zum Schutz gegen Lärm (TA Lärm) festgelegt.
  • Qualität der Windräder: Bei der Auswahl Ihrer KWEA sollten Sie auf transparente Erfahrungswerte, Testberichte unabhängiger Institute und Bewertungen von Branchenexperten achten. Diese können ein Indikator für hohe Qualität sein.

Elektro4000-Essenz: Bevor Sie mit der Installation einer Kleinwindkraftanlage beginnen, informieren Sie sich über die notwendigen Baugenehmigungen, prüfen Sie die strukturelle Eignung Ihres Gebäudes und stellen Sie sicher, dass die Anlage den Lärmvorschriften entspricht. Eine gute Qualität der Anlage ist ebenfalls entscheidend. Und: Sprechen Sie – je nach Wohnsituation – mit Ihren Nachbarn. Das verhindert späteren Stress!

 

Wird private Windenergie gefördert?

Bei der Finanzierung von Kleinwindkraftanlagen gibt es Fördermöglichkeiten, die jedoch gesetzlichen Änderungen unterliegen können. Der aktuelle Stand (Dezember 2023) sieht wie folgt aus:

  • KfW-Förderkredit: Eigentümerinnen und Eigentümer können den KfW-Förderkredit im Rahmen des Programms 270 „Erneuerbare Energien Standard“ nutzen. Dieses Programm unterstützt Anlagen zur Stromerzeugung aus Windkraft. Bis zu 100 Prozent der Investitionskosten können zu günstigen Konditionen finanziert werden. Das Programm beinhaltet auch die Kosten für Planung, Errichtung und Inbetriebnahme der Anlagen. Förderberechtigt sind Privatpersonen, Landwirte, Unternehmen, gemeinnützige Organisationen und Genossenschaften. Ein Teil des mit der Kleinwindkraftanlage produzierten Stroms muss dabei allerdings ins öffentliche Netz eingespeist werden.
  • Landwirtschaftliche Rentenbank: Ein weiteres Förderangebot ist „Energie vom Land“ der Landwirtschaftlichen Rentenbank. Im Unterschied zur KfW-Förderung ist hier die Kreditvergabe nicht an die Bedingung der Teileinspeisung des erzeugten Stroms gebunden. Die Hausbank kann bei der Antragstellung das Programm mit den besten Konditionen auswählen.
  • Weitere Fördermöglichkeiten: Zusätzlich zu diesen Programmen können auch Stadtwerke, Energieversorger oder Ökostromanbieter Unterstützung bei der Investition in eine Kleinwindkraftanlage bieten. Es lohnt sich, regional nach Förderangeboten zu suchen und bei potenziellen Förderern nachzufragen.

Elektro4000-Essenz: Bei der Inanspruchnahme von Förderungen ist es wichtig, sich über die aktuellen Bedingungen und Anforderungen zu informieren, da sich die gesetzlichen Rahmenbedingungen immer ändern können.

Wie ist die Windstärke? Der Windsack zeigt´s an. Quelle: OpenAI

Fazit: Propeller auf dem Dach – ja oder nein? 

Kleinwindkraftanlagen können zwar in bestimmten Bereichen, beispielsweise auf Booten oder in abgelegenen Hütten, selbst unter harten Bedingungen effektiv arbeiten. Und bei idealen Standortbedingungen eine zuverlässige Energiequelle sein. Allerdings sind sie für den Einsatz in Wohngebieten, sei es im Garten oder auf dem Dach, in der Regel weniger geeignet. Der Grund dafür liegt in den relativ geringen Stromerträgen, die stark von den örtlichen Windverhältnissen abhängen. In vielen Fällen lässt sich daher kein wirtschaftlich rentabler Betrieb realisieren.

Unser Elektro4000-Tipp: Für noch mehr Infos, aktuelle Urteile, Gesetze und mehr lohnt sich ein Blick auf https://www.klein-windkraftanlagen.com

WICHTIG: Die oben genannten Informationen dienen lediglich als Leitfaden. Elektro4000 bietet keinerlei Planung oder Beratung zu Windkraftanlagen.

 

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