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Windenergie im Kleinformat

Kleinwindkraftanlagen: Unter bestimmten Bedingungen wirtschaftlich

7. September 2012, 13:50 Uhr | Andreas Knoll

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Fortsetzung des Artikels von Teil 1

Faktoren für den Ertrag einer KWEA

Wie stark der Ertrag einer KWEA von den Windverhältnissen am Standort abhängt, veranschaulicht Hallenga mit folgendem Beispiel: Eine KWEA mit 5 kW Nennleistung, 5 m Rotordurchmesser und 10 m Nabenhöhe könne an einem bescheidenen Standort 2500 kWh Strom ernten, an einem besseren Standort schon knapp 4000 kWh und an einem sehr guten Standort mit einer durchschnittlichen Windgeschwindigkeit von 5,5 m/s immerhin fast 6000 kWh. »Wer ausschließlich einen wirtschaftlichen Betrieb von KWEA im Sinn hat, sollte sehr gründlich planen und die Windbedingungen am Standort genau kennen und gemessen haben«, resümiert Hallenga. Als weitere Faktoren für die Wirtschaftlichkeit von KWEA nennt er den Anschaffungspreis, die Genehmigungs-, Montage-, Kabel- und Hausanschlusskosten, den Wartungsaufwand und den vorgesehenen Zweck der Anlagen: Eigenverbrauch oder Netzeinspeisung.

Aus Landwehrs Sicht spricht vieles für den Eigenverbrauch: »Vorzugsweise wird der erzeugte Strom direkt an Ort und Stelle verbraucht«, legt er dar. »Das ist nicht nur bauordnungstechnisch gefördert (Außenbereich), sondern auch wichtig für die Wirtschaftlichkeit. Inselsysteme sind nicht unüblich, wobei auch Hybridlösungen (Strom und Heizung) denkbar sind.« Der Netzanschluss sei dann vorteilhaft, wenn das Stromnetz als Speicher benutzt werden könne (net metering). Einziger Unterschied in der Technik sei dabei ein zusätzlicher Stromzähler.

Unterschiedliche Bauformen

Einfluss auf die Wirtschaftlichkeit von KWEA hat natürlich auch die Bauart: Im Gegensatz zu großen WEA gibt es bei kleinen sehr unterschiedliche Konstruktionen, sowohl mit horizontalen als auch mit vertikalen Drehachsen. »Die klassische Bauform hat zwei bis vier Rotorblätter, meist aber drei, und sieht im Wesentlichen so aus wie große WEA«, erläutert Hallenga. Sie beruht also auf einer horizontalen Achse. »Derzeit werden jedoch auf dem Markt viele neue Vertikalachsanlagen angeboten, bei denen sich die meist einfacheren Blattprofile horizontal um die senkrecht stehende Achse drehen.« Diese Anlagen hätten bauartbedingt einen deutlich schlechteren Wirkungsgrad als die klassische Bauvariante: »Klassische Anlagen mit Horizontalachsen können die komplette Rotorfläche als Erntefläche nutzen, während bei den Vertikalachsanlagen nur ein kleiner Teil der Fläche optimal zum Wind steht«, sagt Hallenga. Ein Vorteil der Vertikalachs-Variante sei allerdings in den meisten Fällen die besondere Laufruhe.

Prof. Joachim Twele von der Hochschule für Technik und Wirtschaft Berlin bestätigt dies: »Grundsätzlich liegen bauartbedingt die Wirkungsgrade von Anlagen mit vertikaler Achse etwas niedriger als die von solchen mit horizontaler Achse«, sagt er. »Sie sind aber geräuschärmer und eignen sich daher besser für die Aufstellung in bebauten Gebieten.«

Ein weiteres Konzept sind KWEA, die mit einem Konzentrator oder Diffusor konstruiert sind: »Bei ihnen soll durch besonders raffinierte Konstruktionen mehr Wind mit noch höheren Geschwindigkeiten an die Rotorblätter und Turbinen strömen«, verdeutlicht Hallenga. »Hier werden bis zu 2,5-fache Erträge versprochen, was jedoch bisher nicht durch unabhängige Messungen im freien Feld belegt werden konnte.«

Fazit

Wer also damit liebäugelt, Haus, Hof oder Betrieb mit einer KWEA auszustatten, sollte auf jeden Fall Wert auf eine gute Beratung legen - in puncto Genehmigungsverfahren ebenso wie in Sachen Anlagenkonzept, Windverhältnisse und Einspeisung. Nur dann hat die KWEA Chance, vom Hobby zum Geschäft zu werden.