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Windenergie mit Deiner eigenen Windkraftanlage nutzen: So einfach geht das!

Neben Solaranlagen zählen Windkraftanlagen zu den beliebtesten erneuerbaren Energien für den privaten Gebrauch. Denn: Windkraftwerke stehen nicht nur in großen Anlagen auf Feldern, im Meer oder auf Bergen, sie können auch in kleinerem Format einzeln zuhause im Garten, auf dem Dach Deines Hauses oder sogar Deinem Boot angebracht werden. So kannst Du Dir den Wind zunutze machen und Deinen eigenen Strom für den privaten Gebrauch zuhause produzieren. Das Windrad nimmt über die sich drehenden Rotorblätter die Leistung des Windes auf und wandelt sie in mechanische Energie um. Die wird dann von einem Generator in Strom umgewandelt und an Dein Stromnetz weitergegeben. Damit Du bestmöglichst von den Vorteilen Deines eigenen Windrads profitieren kannst, erfährst Du hier, was Du alles beim Kauf einer Windkraftanlage beachten solltest.

Das sollte Deine Windkraftanlage alles können:

Bevor Du Dir eine Windkraftanlage anschaffst, solltest Du mithilfe eines Windmessgeräts herausfinden, wie stark die Windgeschwindigkeit an Deinem Standort ist. So kannst Du erst den durchschnittlichen Stromertrag im Jahr ausrechnen. Der hängt nämlich allein von diesen Faktoren ab:

  • durchschnittliche Windgeschwindigkeit und -stärke im Jahr

  • Rotordurchmesser

  • Leistung der Anlage

  • Wirkungsgrad der Anlage

  • Art der Windkraftanlage – horizontal oder vertikal

  • Anbringungshöhe

Eine hochwertige Windkraftanlage mit einer Leistung von 6 bis 10 kW kann bei sehr guten Windverhältnissen von 5 m/s zwischen 10.000 und 17.000 kW im Jahr produzieren. Das hängt aber immer vom Standort und Deiner Anlage ab. Damit Du möglichst lange etwas von der Windkraftanlage hast, solltest Du auch auf das Material der Rotorblätter achten: die meisten Windkraftanlagen können hohen Temperaturdifferenzen ausgesetzt werden und arbeiten zwischen – 40 °C und 80 °C ungestört durch. Achte dennoch in der Produktbeschreibung darauf, dass das Material der Rotorblätter als frost-, verbrennungs- und korrosionsfrei ausgewiesen ist, damit das Windrad bei extremen Temperaturen und Wetterbedingungen weiterhin fehlerhaft funktioniert.

Der richtige Standort

Für gewöhnlich sind Windkraftanlagen für den privaten Gebrauch auf ihre Lautstärke geprüft, sodass Du Dir keine Sorge wegen Lärmbelästigung machen brauchst. Dennoch solltest Du die Lautstärke des jeweiligen Produkts selbst überprüfen und die Anlage im Zweifel hoch genug bauen, zum Beispiel auf einem Mast, wo sie außerhalb der direkten Hörweite Deiner Nachbarn liegt. Das Windrad möglichst hoch zu bauen hat auch den Vorteil, dass weniger Gebäude und Hindernisse wie Bäume die Windkraft negativ beeinflussen und der Wind dort stärker ist. Generell solltest Du immer genug Abstand zu derartigen Hindernissen einhalten, damit sich Deine Windkraftanlage überhaupt lohnt. Doch während hoch zu bauen die effektivste Lösung ist, sind Dir in der Höhe auch klare Grenzen gesteckt. So beschränkt das deutsche Baurecht die Gesamthöhe (höchster Punkt der Rotorblattspitze) zwar auf 50 m, doch in vielen Siedlungen und Gebieten setzt das örtliche Bauamt noch engere Beschränkungen. Während viele Windräder für das Hausdach ausgewiesen sind, solltest Du von der Anbringung auf Deinem Dach absehen. Denn die Windkraft in Nähe der großen Dachfläche ist normalerweise eher schlecht – noch mehr natürlich in Siedlungen. Trifft der Wind auf das Dach, wird er umgeleitet und bildet eine Turbulenzblase über dem Dach. Auch im Tal und im Wald weht der Wind üblicherweise sehr schwach, weshalb sich die Anschaffung einer Windkraftanlage dort nicht lohnt. Ausnahmen sind Hanglagen oder Täler, die entlang der Windrichtung verlaufen.

Horizontale oder Vertikale Turbine?

Die meisten Windkraftwerke mit einer horizontalen Turbine stehen am Meer oder an Orten, an denen es eine konstante Windrichtung gibt, denn die Rotorblätter können nur in eine Richtung zeigen. Die sogenannten Flügelschaufeln sind in einem symmetrischen und aerodynamischen Design angelegt, sodass der Rotor auch bei schwachem Wind die maximale Energie bezieht. Außerdem sind Flügelschaufeln dafür bekannt, besonders leise und vibrationsarm zu sein. Eine vertikale Turbine (zum Beispiel eine Windrad Laterne) dagegen kann aus allen Windrichtungen betrieben werden und bietet sich daher für Gegenden an, an denen der Wind zwar stark ist, aber oft die Richtung wechselt. Sie funktioniert auch unter stürmischen und böigen Wetterbedingungen und hat in Stadtgebieten im Inland meist eine höhere Energieausbeute als eine horizontale Turbine. Letztere punktet dafür gerade am Meer oder in großen Höhen, wo der Wind konstant und stark weht. Generell gilt: mit jedem zusätzlichen Meter Höhe der Windkraftanlage steigt der Stromertrag um 1 %. Auch die Länge der Rotorblätter hat Einfluss auf den Energiegewinn. Beide Windkraftanlagenarten können mit unterschiedlicher Anzahl von Rotorblättern gekauft werden.

Wie viele Rotorblätter brauchst Du? - Die magische Zahl heißt Drei

Fast jede große horizontale Windkraftanlage verfügt heutzutage über drei Rotorblätter, es gibt aber auch die verschiedensten kleinen Modelle mit ein bis sechs Blättern. Dreiblatt-Rotoren werden für gewöhnlich bevorzugt, weil sie deutlich leiser und schwingungstechnisch einfacher zu beherrschen sind im Vergleich mit einem Zweiblatt-Rotor. Solche Modelle sparen zwar an Gewicht und Kosten ein, brauchen dafür aber eine höhere Drehzahl für denselben Energieertrag. Außerdem muss der Rotor schwenkbar sein, um zu starken Wind auf die Anlage ausweichen zu können. Es gibt auch viele Modelle mit mehr als drei Rotorblättern. Du solltest aber immer ein Windrad mit einer ungeraden Anzahl von Rotorblättern nehmen, denn diese Modelle sind stabiler. Geradzahlige Rotorblätter verursachen ein Stabilitätsproblem: in dem Moment, da das obere Blatt unter der großen Windbelastung zurückgebogen wird, bewegt sich das untere durch den Windschatten des Turms/Masts. Das führt zu einer ungleichmäßigen Belastung, unter der das Windrad in Schräglage gerät und im schlimmsten Fall abbricht.