{"id":9511,"date":"2021-08-30T11:11:32","date_gmt":"2021-08-30T09:11:32","guid":{"rendered":"https:\/\/boklima.de\/?p=9511"},"modified":"2021-08-30T11:11:34","modified_gmt":"2021-08-30T09:11:34","slug":"kleinwindkraftanlagen-ein-windrad-hinterm-gemuesebeet-spektrum","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/work.boklima.de\/?p=9511","title":{"rendered":"Kleinwindkraftanlagen: Ein Windrad hinterm Gem\u00fcsebeet (Spektrum)"},"content":{"rendered":"\n

(27.08.21, Spektrum) , Original : hier<\/a> <\/p>\n\n\n\n

Windkraftanlagen werden immer gr\u00f6\u00dfer – aber nicht alle. Weltweit stellen sich immer mehr Menschen kleine Windturbinen hinters Eigenheim. Das Ziel: Unabh\u00e4ngigkeit. Funktioniert das? von Katja Maria Engel<\/a><\/p>\n\n\n\n

\"Ein
\u00a9 Appfind \/ Getty Images \/ iStock (Ausschnitt)<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n

Eigentlich sagt sie Physik: hohe Windr\u00e4der ernten mehr Energie als niedrigere, denn in der H\u00f6he weht der Wind schneller. Doch das scheint Hugh Pigott nicht zu scheren. Der schottische Ingenieur fertigt handgeschnitzte Holzklingen f\u00fcr Kleinwindr\u00e4der. Und so s\u00e4gt, hobelt und stemmt er seit mehr als zwei Jahrzehnten aus massivem Holz die Fl\u00fcgel f\u00fcr Windr\u00e4der<\/a>, die so niedrig sind, dass sie kaum einen ausgewachsenen Baum \u00fcberragen.<\/p>\n\n\n\n

Doch w\u00e4hrend Pigott unerm\u00fcdlich aus Passion f\u00fcr eine Back-To-The-Roots-Bewegung f\u00fcr Selbstversorger zimmert, k\u00f6nnte die Kleinwindbranche dank Hightech neuen Auftrieb erhalten. Fachleute haben nicht nur ein Kleinwindrad konstruiert, das sich auch bei einer schwachen Brise im Binnenland noch effizient drehen soll. Es ist zudem klein genug, dass Privatleute sie in ihrem Garten aufstellen k\u00f6nnen.<\/p>\n\n\n\n

Das Problem: wie die Windkarte des Deutschen Wetterdienstes zeigt<\/a>, weht ausreichend starker Wind meist nur nahe der K\u00fcste. Wenn Kleinwindanlagen aus der Liebhaberecke herauskommen sollen, m\u00fcssen sie sich daher auch bei einer schwachen Brise drehen. Eine Arbeitsgruppe der Fraunhofer-Gesellschaft will das mit einem neuen Windradfl\u00fcgel \u00e4ndern. Denn an den Orten, wo eine leichte Brise gerade einmal leicht sp\u00fcrbar ins Gesicht haucht und die Bl\u00e4tter am Baum rascheln l\u00e4sst, k\u00f6nnte damit auch dieser Wind effizient geerntet werden. \u00bbZwar gibt es schon Kleinwindanlagen, aber jetzt kann ich auch im Binnenlandbereich und nicht nur in den K\u00fcstenregionen eine ausreichende Leistungsausbeute bekommen\u00ab, sagt Professor Holger Seidlitz vom Fraunhofer-Institut f\u00fcr Angewandte Polymerforschung in Potsdam. \u00bbUnd zwar dort, wo ich Windgeschwindigkeiten mit weniger als drei Meter pro Sekunde habe\u00ab,<\/p>\n\n\n\n

<\/span>Wo der Wind weht<\/span><\/h3>\n\n\n\n

Laut einer weltweiten Marktuntersuchung des Windenergie-Weltverbands WWEA gab es Ende 2011 weltweit 334 Hersteller f\u00fcr Kleinwindkraftanlagen. Die meisten mit je knapp 60 sitzen in den USA und China. Auch in Deutschland gibt es immerhin 27 Hersteller, sie allerdings exportieren einen gro\u00dfen Teil ihrer Produktion. In Deutschland ist die Bedeutung von Kleinwindenergieanlagen (KWEA) f\u00fcr die Deckung des Gesamtenergieverbrauchs gering. In einer Studie von 2019 des Zentrums f\u00fcr Sonnenenergie und Wasserstoff-Forschung in Stuttgart liefern solche Anlagen hierzulande knapp 40 Megawatt<\/a>, weniger als 0,1 Prozent der gesamten an Land installierten Windkraftleistung von \u00fcber 55 Gigawatt<\/a>.<\/p>\n\n\n\n

Die Zahlen basieren allerdings \u00fcberwiegend auf Sch\u00e4tzungen. Im Gegensatz zu Photovoltaik werden Kleinwindanlagen in Deutschland nicht statistisch erfasst. Meist decken sie dem Eigenbedarf von Eigenheimbesitzern, kleinen Gewerbebetrieben und landwirtschaftlichen Betrieben. Ein Grund daf\u00fcr sind auch die ung\u00fcnstigen Windverh\u00e4ltnisse. Normalerweise gilt auch bei Kleinwindanlagen: Orte mit weniger als vier Metern pro Sekunde sind eher kein guten Standort f\u00fcr die drehenden Windsammler. Dabei \u00fcberwiegen in Deutschland genau diejenigen Orte mit der schwachen Brise mit drei Metern pro Sekunde in zehn Meter H\u00f6he.<\/p>\n\n\n\n

Dass man zehn Meter als Richtwert ansetzt, hat einen guten Grund. Zwar fallen auch h\u00f6here Windr\u00e4der mit bis zu 50 Meter unter die Definition von Kleinwindenergieanlagen (KWEA). Doch Windr\u00e4der von der H\u00f6he eines durchschnittlichen Einfamilienhauses k\u00f6nnen in einigen Bundesl\u00e4ndern ohne Genehmigung aufgestellt werden. \u00bbIn den meisten Bundesl\u00e4ndern reicht daf\u00fcr eine Bauanzeige\u00ab erkl\u00e4rt Beloch, Projektpartner der Fraunhofer-Arbeitsgruppe. Die Regeln seien allerdings so unterschiedlich je Land wie die f\u00fcr die Corona-Pandemie, sagt Seidlitz. Und so sind sie in NRW genehmigungsfrei, au\u00dferhalb von Wohn- und Mischgebieten.<\/p>\n\n\n\n

<\/span>Das Problem mit dem Vogelschutz<\/span><\/h3>\n\n\n\n

In den windreicheren Gegenden in Brandenburg und Niedersachsen m\u00fcssen sie dagegen immer genehmigt werden. Und in Baden-W\u00fcrttemberg und Bayern sind sie wiederum nur dann genehmigungsfrei, wenn keine Naturschutzgr\u00fcnde dagegen sprechen. M\u00f6gliche Faktoren dabei nennt Kai-Michael Thomsen vom Michael-Otto-Institut im Naturschutzbund NABU \u2013 so seien auch zehn Meter hohe Windr\u00e4der nicht unbedenklich f\u00fcr V\u00f6gel. Thomsen ist zusammen mit anderen Forschern und Forscherinnen Autor einer ersten Studie zu Kleinwindanlagen. Wie diese Gef\u00e4hrdung am jeweiligen Standort abgesch\u00e4tzt werden kann, demonstrieren sie in einem praktischen Modell. Demnach seien bei Kleinwindanlagen eben nur nicht Rotmilan und M\u00e4usebussard gef\u00e4hrdet, sondern eher die tiefer fliegenden Stare und Dohlen. Es ist aber immer durchschnittlich ein Vogel, der je Anlage pro Jahr get\u00f6tet wird. Kleinwindr\u00e4der f\u00fchren so gemessen an der installierten Leistung theoretisch zu mehr Opfern.<\/p>\n\n\n\n

Das liegt daran, dass man f\u00fcr die gleiche Leistung mehr kleine Windr\u00e4der braucht. So kann ein neu errichtetes Gro\u00dfwindrad an Land inzwischen schon mehr als 5 Megawatt<\/a> Leistung abgeben. Die der Kleinwindanlagen reicht von 300 Watt bis zu 100 Kilowatt, was der eines Autos mit 135 PS entspricht. Von allen diesen kleinen Windsammlern soll es in Deutschland um die 20 000 St\u00fcck geben, schreibt Patrick J\u00fcttemann in seinem Fachportal f\u00fcr Kleinwindkraftanlagen<\/a>. Er ber\u00e4t als Experte private und gewerbliche Betreiber von Kleinwindanlagen und sch\u00e4tzt, dass 80 Prozent kleiner als zehn Meter sind und ein Gro\u00dfteil eine Leistung von zwei Kilowatt hat.<\/p>\n\n\n\n

\"Spektrum<\/a>
Das k\u00f6nnte Sie auch interessieren: Spektrum Kompakt: Erneuerbare Energien \u2013 Eine Wende mit H\u00fcrden<\/a><\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n

F\u00fcr diesen Typ Anlagen optimiert die Arbeitsgruppe um Seidlitz ihren Windradfl\u00fcgel. Die Leistung des neuen Designs soll drei Kilowatt betragen. Die Fl\u00fcgel sind aus Faserstreifen aufgebaut, die in eine Form eingelegt werden und, getr\u00e4nkt mit fl\u00fcssigem Harz, zu einem stabilen Leichtbauteil verkleben. Geschieht dieses sehr pr\u00e4zise und ohne \u00dcberlappungen zwischen den Streifen, verringert sich das Gewicht des Rotorblattes um bis zu 35 Prozent im Vergleich zu \u00fcblichen Kleinwindrotoren, so das Team.<\/p>\n\n\n\n

<\/span>Klein, leicht \u2013 wirtschaftlich?<\/span><\/h3>\n\n\n\n

Das Gewicht aber ist ein wesentlicher Faktor f\u00fcr die Effizienz. Gleichzeitig konnten sie die Fl\u00e4che um 45 Prozent vergr\u00f6\u00dfern, damit die Fl\u00fcgel auch bei einer schwachen Brise noch Schwung aufnehmen. Und st\u00fcrmt es zu sehr, sind sie elastisch genug, um sich selbstst\u00e4ndig aus dem Wind zu drehen. Das erspart Elektronik oder mechanische Elemente f\u00fcrs Abschalten der kleinen Windfl\u00fcgel, die nur drei Meter lang sind. Zum Vergleich: Rotorbl\u00e4tter der neuesten Generation der gr\u00f6\u00dften Windr\u00e4der sind inzwischen 115 Meter lang, so lang wie ein Fu\u00dfballfeld.<\/p>\n\n\n\n

Wie gut ihre Windanlage im Binnenland funktioniert, testen sie zusammen mit der Firma Beloch f\u00fcr Geb\u00e4udetechnik in Luckau unter realen Bedingungen. Seit einem Jahr dreht sich im 1000 Quadratmeter gro\u00dfen Garten eines Eigenheimbesitzers im Ortsteil Cahnsdorf, rund 80 Kilometer s\u00fcdlich von Berlin, schon das Vorg\u00e4ngermodell. Seit August 2021 dreht sich auch der superleichte neue Rotor unter realen Bedingungen. Der Standort ist gut gew\u00e4hlt, auf drei Seiten gibt es freie Ackerfl\u00e4chen, ein Baum und die Geb\u00e4ude haben auch einen gr\u00f6\u00dferen Abstand. Denn schaut man in die Windkarte des Deutschen Wetterdienstes, so findet man hier im Durchschnitt eher extrem ung\u00fcnstige Verh\u00e4ltnisse.<\/p>\n\n\n\n

In zehn Meter H\u00f6he herrschen durchschnittlichen Windgeschwindigkeiten von unter drei Metern pro Sekunde. 2020 Jahr war dennoch wohl ein gutes Windjahr, so hatten sie Windgeschwindigkeiten von vier bis f\u00fcnf Meter pro Sekunde und 900 Betriebsstunden. Mit dem neuen Fl\u00fcgeldesign erwarten sie auch bei den unteren Windgeschwindigkeiten einen Zuwachs, so der Gesch\u00e4ftsf\u00fchrer Beloch. Damit k\u00f6nnten sehr viele mehr kleine Windr\u00e4der im Binnenland in Deutschland wirtschaftlicher werden. Eine Windanlage ist dann effizient, wenn sie auch aus diesen geringen Windst\u00e4rken Energie erzeugt und sich die Fl\u00fcgel m\u00f6glichst schnell zu drehen beginnen.<\/p>\n\n\n\n

<\/span>Der Traum von der Unabh\u00e4ngigkeit<\/span><\/h3>\n\n\n\n

Einer der Gr\u00fcnde f\u00fcr eigenen Windstrom sei es, eigenen \u00d6kostrom zu erzeugen, sagt Patrick J\u00fcttemann vom Fachportal Kleinwindanlagen. Allein mit Photovoltaik seien die Ertr\u00e4ge dagegen im Herbst und Winter zu gering. Ein zweiter Grund f\u00fcr private Hausbesitzer und Gewerbetreibende sei der Wunsch nach Energieautarkie. Und mit Wind und Sonne seien 80 Prozent Autarkie realistisch f\u00fcr Strom und W\u00e4rme.<\/p>\n\n\n\n

\"Spektrum<\/a>
Das k\u00f6nnte Sie auch interessieren: Spektrum Kompakt: Aktiv f\u00fcrs Klima<\/a><\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n

In Deutschland betr\u00e4gt nach einer groben Absch\u00e4tzung der solare Energieertrag rund 800 Kilowattstunden je Kilowatt installierter Leistung<\/a>. Kleinwindkraft kann da nicht mithalten. Auch ein Kleinwindrad im Binnenland kann zwar 900 Volllaststunden erreichen, aber in zehn Meter H\u00f6he bremst schon ein Baum oder ein Haus, das zu nah am Windrad steht, den Wind aus. J\u00fcttemann h\u00e4lt drei Meter pro Sekunde Windgeschwindigkeit f\u00fcr \u00bbdefinitiv zu wenig\u00ab. Er schreibt, dass kleine private Windanlagen mit einer Leistung von unter f\u00fcnf Kilowatt in der Regel zwar Strom erzeugen, der aber teurer als der aus dem Stromnetz ist.<\/p>\n\n\n\n

Auch Seidlitz berichtet, den meisten Interessenten gehe es nicht um die Entscheidung zwischen Photovoltaik oder Windrad, sondern darum, unabh\u00e4ngig zu werden. Diese Kombination aus beidem mit einem langfristigeren Speicher als Batterien schaffe einem hohen Grad an Autarkie. Denn der Wind blase meist zu anderen Zeiten als die Sonne scheine. Und so entwickelt die Arbeitsgruppe zur\u00e4tzlich ein Konzept, um die ganze Energie in einem optimierten Langzeitspeicher mit Wasserstoff zu bunkern. Besitzer von Wasserstoffautos k\u00f6nnten ihr Auto dann zuk\u00fcnftig direkt zu Hause mit eigener Energie betanken, bewerben die Kooperationspartner ihre Entwicklung.<\/p>\n\n\n\n

Das kann den kleinen Anlagen vielleicht doch etwas mehr Auftrieb geben. Zus\u00e4tzlich ist das Windrad im Garten auch noch verh\u00e4ltnism\u00e4\u00dfig leise, und \u00bbso ein kleines Windrad keinen Infraschall produziert und nicht dieses laute \u203aWuch-Wuch\u2039 zu h\u00f6ren ist\u00ab, wie Seidlitz anmerkt. Wie laut die Neuentwicklung von ihm einmal ist, m\u00fcssen sie erst noch messen. Das hat das Unternehmen iQRON in Dresden, das ebenfalls kleine Windr\u00e4der baut, bereits getan. Die Firma bewirbt sie als \u00bbbesonders ger\u00e4uscharm\u00ab. Mit 35\u00a0Dezibel sind die Anlagen in etwa so laut wie ein Zimmerventilator.<\/p>\n\n\n\n

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Tip von Ingo<\/p>\n

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