Kleinwindkraftanlagen - Definition, Informationen, erneuerbare Energien, Funktionsweise, Wirkungsgrad, Genehmigung

Definition, Funktionsweise, Wirkungsgrad und Genehmigung von Kleinwindkraftanlagen

Windkraft zählt wie Wasserkraft, solare Energiegewinnung, etc. zu den erneuerbaren Energien. Durch Windkraftwerke lässt sich umweltfreundlicher Strom erzeugen und die Nachfrage nach Windenergie steigt. Weltweit liegen die Wachstumsraten bei 20 % pro Jahr. In Deutschland deckt die Windenergie ca. 8% des Strombedarfs.

Definition und Informationen zu Kleinwindkraftwerken

Zu Kleinwindkraftanlagen (KWKA) zählen laut Definition des BWE (Bundesverband WindEnergie e.V.) Windkraftanlagen bis 100 Kilowatt installierter Leistung. Da diese Anlage trotzdem noch sehr groß ist, kommen bei Kleinwindkraftanlagen für das eigene Heim eher Leistungen bis 30 kW in Frage.

Die IEC-NORM 61400-2:2006 definiert alle windbetriebenen Anlagen als Kleinwindkraftanlagen, die eine Rotorfläche haben, die kleiner ist als 200m² bei 350 W/m². Das heißt die Kleinwindkraftanlagen dürfen eine maximale Leistung von 70 kW haben und die Turmhöhe von 20 m nicht überschreiten.

Während Großwindanlagen allgemein bekannt sind und genutzt werden, sind Kleinwindkraftanlagen noch eher eine Seltenheit. Bislang finden Kleinwindkraftanlagen überwiegend Einsatz auf autarken Inselanlagen bspw. zur Stromversorgung von Ferienhäusern. Wenn man sich für eine Kleinwindkraftanlage entscheidet sollte man auf jeden Fall die Windverhältnisse des ausgewählten Standorts prüfen. Im Durchschnitt darf der Wind nicht weniger als 4m/s erreichen, sonst lohnt sich eine Kleinwindkraftanlage nicht.

Es ist außerdem darauf zu achten, dass der Wind möglichst direkt auf die Kleinwindkraftanlage trifft, um den größten Nutzen, also den höchsten Stromertrag, aus der Windenergie zu erhalten. Bäume, Häuser und ähnliches beeinträchtigen die Strömung des Windes. Nicht außer Acht zu lassen ist auch die Anbindung an das Stromnetz, da freie Standorte oft lange und kostenintensive Leitungen erfordern.

Energieberater für Beratung zum Thema Kleinwindkraftanlage finden

Energieberater für Beratung zum Thema Kleinwindkraftanlage suchen

Funktionsweise von Kleinwindkraftanlagen

Kleinwindkraftanlagen funktionieren im Prinzip genauso wie Großwindanlagen. Sie nutzen die kinetische Energie des Windes. Kleinwindkraftanlagen können die Strömungsenergie des Windes direkt in elektrische Energie (Gleichstrom) umwandeln. Aber diese Energie kann nicht sofort in das öffentliche Stromnetz abgegeben werden. Es muss ein Wechselrichter eingesetzt werden, der die Umwandlung von Gleichstrom in Wechselstrom ausführt. Entscheidend für den Ertrag der Kleinwindkraftanlage sind die Bauart der Rotorenblätter und die Windgeschwindigkeit. Bereits bei Windgeschwindigkeiten von 2,5 bis 3 m/s kann die Kleinwindkraftanlage Strom produzieren. Wenn sich die Windgeschwindigkeit verdoppelt, kann sich die Leistung auf das achtfache erhöhen.

Wirkungsgrad von Kleinwindkraftanlagen

Der Wirkungsgrad oder auch Leistungsbeiwert von Kleinwindkraftanlagen liegt maximal bei 59,3%. Das heißt es können maximal 59,3% der im Wind enthaltenen Energie genutzt werden. Der Wirkungsgrad von Kleinwindkraftanlagen beschreibt das Verhältnis von gewonnener elektrischer Leistung zur jeweiligen Leistung des Windes.
Im Binnenland liegt der durchschnittliche Wirkungsgrad bei 15-25%, an Küstenstandorten kann der Wirkungsgrad im Durchschnitt bei 20 - 40% liegen. Allgemein wird der Wirkungsgrad einer Windkraftanlage im Mittel bei ungefähr 20 -30% angegeben.

Genehmigung

Kleinwindkraftanlagen müssen vom Bauamt oder der lokalen Bauaufsichtsbehörde genehmigt werden. Welche Unterlagen vorgelegt und welche Voraussetzungen erfüllt werden müssen ist regional unterschiedlich. Meist werden folgende Unterlagen für die Genehmigung von Kleinwindkraftanlagen verlangt bzw. sind folgende Faktoren zu berücksichtigen:

Statisches Gutachten
Lärm/Geräuschpegel der Kleinwindkraftanlage (Grenzwerte für Lärmimmission beachten - da Kleinwindkraftanlagen andauernd laufen, sind in der Regel die Beurteilungen für die Nacht entscheidend)
Vereisung/Eisabwurf (Eisbrocken an der Kleinwindkraftanlage müssen entfernt werden)
Nähe der Nachbarn (Grenzabstände zu benachbarten Grundstücken sind vorgeschrieben)
Schattenwurf/Lichtreflexe (höchsten 30 min/Tag und 30 h/Jahr Schattenwurf am Immissionsort)
Landschaftsgestaltung (die Kleinwindkraftanlagen sollte sich in das vorliegende Landschaftsbild eingliedern)

Informationen zu Kleinwindkraftanlagen, Definition, Funktionsweise, Wirkungsgrad und Genehmigung