Gepostet am: 04. April 2023
13 Min

Windkraft

Mit der Kleinwindkraftanlage Strom erzeugen. Lohnt sich das?

Die Nachfrage nach Solaranlagen (PV) für das eigene Dach boomt zurzeit. Aber auch für die private Nutzung von Windkraft bieten einige Hersteller Lösungen an. Unter welchen Voraussetzungen können solche Mini-Windkraftwerke eine sinnvolle Alternative oder Ergänzung zur PV-Anlage sein?

Kleinwindkraft ist nicht so wirtschaftlich wie Photovoltaik

Der Gedanke liegt nahe: Was Windparkbetreiber in großem Stil können, müsste doch auch im Kleinen funktionieren. Wirtschaftlich ist die Installation einer Mini-Windkraftanlage jedoch nur bedingt attraktiv: Während die Kosten einer Solaranlage mittlerweile nur noch bei 1.200 bis 2.000 Euro pro Kilowatt (kW) liegen, sollte man bei einem Kleinwindkraftwerk mit 3.000 bis 10.000 Euro rechnen. Trotzdem muss das nicht grundsätzlich gegen ein kleines Windrad auf dem eigenen Grundstück sprechen. Zum Beispiel dann, wenn es einem nicht so sehr um die effiziente Senkung der Stromrechnung geht, sondern um größtmögliche Autarkie, also Unabhängigkeit vom bestehenden Versorgernetz.

Deshalb wird Kleinwindkraft oft an sehr abgelegen Orten genutzt, häufig in Kombination mit Solarmodulen, zum Beispiel zur Versorgung von Ferienhäusern oder -hütten, die nicht an ein Stromnetz angeschlossen sind; also überall dort, wo man auf eine vollständig autarke Stromversorgung angewiesen ist. Aber auch idealistisch eingestellte Hausbesitzende können Freude daran haben, eine PV-Anlage durch ein Windrad zu ergänzen und so ihren Unabhängigkeitsgrad zu erhöhen. Ist auch eine Speicherbatterie vorhanden, kann man mit einer Sonne-Wind-Kombination Autarkiegrade von über 80% erreichen. Voraussetzung ist natürlich ein windreicher Standort, der den geltenden Lärmschutz- und Abstandsregelungen entspricht.

Wind versus Sonne im direkten Vergleich

 WindkraftSolaranlage
ErtragExtrem von Standort und Windverhältnissen abhängig900 bis 1.100 kWh pro KW Leistung im Jahr
Kosten3.000 bis 10.000 Euro pro KW1.200 bis 2.000 Euro pro KW
Stromstehungskosten30 Cent pro kWh10 Cent pro kWh
Baugenehmigung erforderlichÜber 10 MeterNein
DachmontageNicht empfohlenja

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Ertrag Wind:
 Sehr unterschiedlich, da stark von Standort und Windverhältnissen abhängig.
Ertrag Solaranlage: (*Durchschnittswerte, abhängig von Standort und Sonneneinstrahlung)
Stromstehungskosten: Stromgestehungskosten (Gesamtkosten pro erzeugte Strommenge)

 

Ist mein geplanter Aufstellort für ein Windrad geeignet?

Wer trotz der wirtschaftlichen Defizite über die Anschaffung eines Mini-Windkraftwerks nachdenkt, sollte sich als erstes eine sehr naheliegende Frage stellen: Weht auf meinem Grundstück überhaupt genug Wind? Die meisten angebotenen Kleinwindräder benötigen eine Windgeschwindigkeit von mindestens 2,5 Metern pro Sekunde (m/s), um überhaupt anzulaufen. Ein Jahresdurchschnitt von 4 m/s gilt als Minimum, ab dem eine Kleinwindkraftanlage ansatzweise wirtschaftlich arbeitet. Bei Werten über 5 m/s wird es richtig interessant, da die Stromerträge mit zunehmender Windstärke überproportional steigen. Die besten Windverhältnisse, 6 m/s und darüber, herrschen in Küstennähe und in Höhenlagen. Wie stark der Wind in Ihrer Region durchschnittlich bläst, können Sie z.B. im interaktiven Windatlas des Deutschen Wetterdienstes nachschauen. Achten Sie bitte darauf, dass Sie in den Einstellungen die Höhe „10m über Grund“ wählen.

Ausschlaggebend ist auch der Aufstellort der Windturbine in der unmittelbaren Umgebung. Benachbarte Gebäude und Bäume sind ungünstig, da sie den anströmenden Wind abbremsen. Das Windrad sollte an einem möglichst hohen, freistehenden Mast angebracht werden. In vielen Bundesländern benötigt man für eine Gesamthöhe (inkl. längste Flügelspitze) von maximal 10 Metern keine Baugenehmigung. Man sollte sich aber in jedem Fall bei dem zuständigen Bauamt nach den lokalen Vorschriften erkundigen.

Von der Montage einer Windturbine auf dem Dach wird allgemein abgeraten; nicht nur aus windtechnischen Gründen, sondern auch wegen eventuell auftretender Resonanzgeräusche und Vibrationen im Haus. Wer trotzdem ein Windrad auf dem Dach installieren möchte, sollte zur Sicherheit einen Statiker hinzuziehen.

Welche Windradtypen sind am besten geeignet?

Für die private Nutzung werden sowohl Horizontalachsen-Windturbinen (HAWT) als auch Vertikalachsen-Windturbinen (VAWT) angeboten. Horizontal-Turbinen sind im Prinzip so aufgebaut wie große Windkraftwerke, wobei die kleinen Varianten für den Hausgebrauch auch zwei oder vier statt drei Rotorblätter haben können. In puncto Energieausbeute sind horizontale Windturbinen allen anderen Konstruktionstypen deutlich überlegen. Eine HAWT erzeugt mehr als doppelt so viele Kilowattstunden (kWh) pro Jahr wie eine VAWT mit gleicher Leistung (Kilowatt, während die Kosten für beide Turbinentypen ähnlich sind. Das heißt, wenn eine vertikale Turbine mit einer Nennleistung von beispielsweise 6 kW standortabhängig 4.000 kWh Strom pro Jahr liefert, bringt eine horizontale Turbine mit 6 kW Nennleistung am gleichen Standort einen Ertrag von 8.000 bis 10.000 kWh (je nach Hersteller und Modell).

Aber auch Windräder mit vertikaler Achse haben ihre Vorzüge: Sie sind besser geeignet für turbulente Windverhältnisse aufgrund dichter Bebauung, sie werden als optisch weniger störend wahrgenommen, und sie arbeiten relativ leise. Daher werden Vertikal-Turbinen gerne in Städten installiert – trotz der geringeren Energieausbeute.

Worauf sollte man vor dem Kauf eines Kleinwindkraftwerks achten?

Um das beste Preis-/Leistungs-Verhältnis einer Kleinwindkraftanlage zu ermitteln, sollte man nicht die Kosten pro Kilowatt Nennleistung (kW) ansetzen, denn dieser Wert gibt nur an, wieviel Strom eine Anlage theoretisch dauerhaft liefern kann; ohne Berücksichtigung von unterschiedlichen Windverhältnissen. Stattdessen sollte man darauf schauen, wie hoch die Kosten für den Strom sind, den die Anlage tatsächlich produziert; also die Kosten pro Kilowattstunde Strom (kWh). Dabei schneiden größere Anlagen tendenziell besser ab als kleinere, da sich der Ertrag einer horizontalen Turbine exponentiell zum Durchmesser des Rotors verhält; d.h. wenn sich der Abstand von Flügelspitze zu Flügelspitze verdoppelt, vervierfacht sich die jährliche Stromausbeute. 

Darüber hinaus kommt es selbstverständlich auf die technischen Qualitäten eines Modells an. Vor einer Kaufentscheidung sollte man möglichst folgenden Faktoren prüfen:

  • Welche Garantien gibt der Hersteller?
  • Welche Prüfzertifikate liegen vor (z.B. Sturmsicherheit)?
  • Ist die Anlage für die Netzeinspeisung geeignet und zugelassen?
  • Passen die Schallemissionen der Anlage zu den Vorschriften am Aufstellort? 
    In reinen Wohngebieten darf nachts ein Pegel von 35 dB(A) nicht überschritten werden.
  • Kann eine Anlage gleichen Typs eventuell vorab besichtigt werden, die schon einige Jahre in Betrieb ist?

Wie kombiniert man ein Windrad am besten mit einer PV-Anlage?

Um einen möglichst hohen Strom-Eigenversorgungsgrad zu erzielen, ist die Kombination von Windkraft, Photovoltaik und einem Batteriespeicher ideal. Die Energiequellen Sonne und Wind ergänzen sich im Tages- und Jahresverlauf und laden gemeinsam die Batterie auf. Da eine Solaranlage effizienter, günstiger und i.d.R. schneller installierbar ist, sollte sie die Basis der Energieversorgung bilden und zuerst geplant werden. Für ein ergänzendes Windrad ist oft eine längere Planungsphase und je nach Dimensionierung auch eine Baugenehmigung notwendig. Die Installation kann aber problemlos später erfolgen, wenn die PV-Anlage bereits in Betrieb ist. Bei der Wahl der Batterie ist wichtig, dass diese von beiden Energiequellen gespeist werden kann. Die Einspeisung des Windstroms ins öffentliche Netz macht keinen Sinn, da die Einspeisevergütung niedriger ist als die für Solarstrom. Den Wechselrichter kann sich das Windrad nicht mit der PV-Anlage teilen; beide Technologien benötigen jeweils ein eigenes Gerät.

Einspeisevergütung für Windkraft

Die Einspeisevergütung für Windkraft wird im Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) geregelt. Die Sätze sind identisch mit denen für Solarstrom und betragen aktuell bis zu 8,2 Cent pro kWh für Anlagen, die nach dem 31. Juli 2022 in Betrieb genommen wurden. Damit ist die Vergütung so niedrig, dass sich eine Kleinwindkraftanlage für die Einspeisung allein nicht lohnt. In jedem Fall macht es aber Sinn, sich mit überschüssig produziertem Strom ein wenig dazu zu verdienen, wenn man ohnehin ein Windrad betreibt.

Fazit

Kleinwindkraftanlagen können in puncto Wirtschaftlichkeit nicht mit Photovoltaik mithalten. Wenn es jedoch darum geht, die eigene Stromversorgung möglichst autark und klimafreundlich zu gestalten, kann ein Windrad im Garten durchaus interessant sein – idealerweise ergänzend zu einer PV-Anlage mit Speicherbatterie.

Überschüssig produzierten Windstrom kann man zu gleichen Vergütungssätzen in das öffentliche Netz einspeisen wie Solarstrom. Vor einer Kaufentscheidung sollte genau geprüft werden, ob sich das eigene Grundstück für die Nutzung von Windkraft eignet.

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