Windkraft hat einen Anteil von knapp 24 % am deutschen Stromverbrauch und ist damit die wichtigste Quelle für erneuerbaren Strom. Solarstrom macht hingegen nur etwa zehn Prozent des deutschen Strombedarfs aus. Während Solaranlagen auf Hausdächern weit verbreitet sind, begegnet dir Windkraft im Privatbereich so gut wie nie. Warum ist das so?
Kleinwindkraftanlagen sind deutlich teurer als Photovoltaikanlagen und erzeugen weniger und auch weniger zuverlässig Strom. Daher lohnt sich die Investition in den meisten Fällen nicht.
Du willst grünen Strom vom eigenen Dach erzeugen? Entscheide dich für eine Photovoltaikanlage!
Das Prinzip einer Kleinwindkraftanlage
Eine Kleinwindkraftanlage (KWA), auch Kleinwindenergieanlage (KWEA) genannt, funktioniert vom Grundprinzip genauso wie ein großes Windrad: Sie wandelt die Energie des Windes in Strom um. Das geschieht hauptsächlich durch einen Rotor, der bei ausreichend Wind angetrieben wird und sich zu drehen beginnt. Die Bewegungsenergie des Rotors wird dann über eine Antriebswelle und ein Getriebe zum Generator geleitet und dort in Gleichstrom umgewandelt, ähnlich wie bei einem Fahrraddynamo, der die Bewegungsenergie der Räder nutzt, damit die Fahrradlampe leuchtet.
Da viele Haushaltsgeräte und das Stromnetz mit Wechselstrom arbeiten, wird der erzeugte Gleichstrom im nächsten Schritt mithilfe eines Wechselrichters umgewandelt. Danach kann der Strom im Haus genutzt oder gegen eine Einspeisevergütung ins Netz geleitet werden.
Arten von Kleinwindkraftanlagen
Kleinwindkraftanlage ist nicht gleich Kleinwindkraftanlage. Grundsätzlich unterscheidet man zwischen Windkraftanlagen mit horizontaler und mit vertikaler Achse. Bei großen Windrädern kommen fast ausschließlich horizontale Anlagen zum Einsatz. Bei Kleinwindkraftanlagen sind jedoch auch vertikale Bauweisen beliebt.
| Typ | Beschreibung |
|---|---|
| Horizontale Windkraftanlagen | Typische Windrad-Optik; Rotorblätter drehen sich um eine horizontale Achse; passen sich der Windrichtung an; hoher Wirkungsgrad |
| Vertikale Windkraftanlagen | Rotorblätter drehen sich um eine vertikale Achse; passen sich nicht der Windrichtung an; geräuscharm; wenig Vibration; geringer Wirkungsgrad |
Savonius-Rotor
Eine Sonderform der vertikalen Windkraftanlage ist der Savonius-Rotor. Dabei werden zwei schaufelförmig einander überlappende Flügel zwischen zwei kreisförmigen Endscheiben montiert. Savonius-Rotoren werden weniger auf Hausdächern genutzt, kommen dafür aber häufig als Antrieb von Lüftern für Kamine und Fahrzeuge zum Einsatz.
Darrieus-Rotor
Auch der Darrieus-Rotor basiert auf einer vertikalen Achse. Halbrunde Rotorblätter sind an ihren Enden miteinander verbunden und drehen sich um eine Achse. Der Darrieus-Rotor lässt sich auch mit dem Savonius-Rotor kombinieren.
Mini-Anlage auf dem Dach oder Minikraftwerk neben dem Haus?
Als Hausbesitzer*in stellst du dir früher oder später die Frage: kleines Windrad aufs Dach, oder doch ein Minikraftwerk auf einem Mast in der Nähe des Hauses? Sehr kleine Dachanlagen sind bereits für 500 bis 1.000 Euro pro Windrad erhältlich. Etwas größere Windkraftwerke erzeugen mitunter 5.000 kWh Strom pro Jahr, kosten dann aber auch 25.000 Euro oder mehr. Wir konzentrieren uns hier hauptsächlich auf die auf dem Dach montierten Windräder.
Der Ertrag einer Kleinwindkraftanlage
Der Ertrag einer Kleinwindkraftanlage ist stark standortabhängig. Bei einer Solaranlage innerhalb Deutschlands bestehen nur geringfügige Ertragsunterschiede – im Schnitt kannst du von 900 bis 1.200 kWh pro kWp ausgehen. Bei einer Kleinwindkraftanlage kann der Ertrag dagegen auch lokal und abhängig von der Wetterlage stark variieren.
Das liegt daran, dass sich der Ertrag einer Windkraftanlage bei Verdopplung der Windgeschwindigkeit nicht ebenfalls verdoppelt, sondern verachtfacht. Schon kleine Zunahmen der Windgeschwindigkeit haben also enorme Auswirkungen. Auch der Durchmesser des Rotorblattes spielt eine Rolle: Bei doppelt so großem Durchmesser vervierfacht sich der Ertrag.
Wie viel Ertrag bringt ein typisches Kleinwindrad konkret? Eine qualitativ hochwertige Kleinwindkraftanlage im Inland mit einem Rotordurchmesser von 1 m² und 0,8 m² Rotorfläche erzeugt etwa 100 kWh pro Jahr. Der Strombedarf einer typischen Familie im Einfamilienhaus liegt bei 3.000 bis 4.500 kWh. Eine normale Dachfläche reicht damit für die Versorgung eines Haushalts mit Kleinwindkraft schlicht nicht aus.
Die Planung einer Kleinwindkraftanlage
Gibt es bei mir ausreichend Wind?
Die wohl wichtigste Frage bei der Planung ist, ob vor Ort ausreichend Wind weht. Fachleute empfehlen mindestens Windstärke 3 bis 5. Bei Windstärke 3 hörst du, wie sich Äste und Zweige bewegen. Bei Stärke 5 hört man bereits den Wind deutlich, und auch Bäume bewegen sich. Grundsätzlich gilt, dass umstehende Gebäude oder Bäume hinderlich sind und eine Hügel- oder Küstenlage hingegen vorteilhaft ist.
Wenn du die Anschaffung einer Kleinwindkraftanlage erwägst, solltest du eine professionelle Windmessung durch einen Fachbetrieb durchführen lassen. Für eine erste Einschätzung helfen bereits die Windkarten des Deutschen Wetterdienstes. Auch der europäische Windatlas kann herangezogen werden.
Muss die Kleinwindkraftanlage genehmigt werden?
In Bremen, Berlin und Niedersachsen ist eine Genehmigung der Anlage durch das Bauamt notwendig. In allen anderen Bundesländern ist eine Genehmigung nur erforderlich, wenn die Anlage höher als zehn Meter ist.
Worauf solltest du bei der Auswahl achten?
Anders als bei Photovoltaikanlagen ist der Markt für Kleinwindkraftanlagen unübersichtlich und nicht von wenigen großen Herstellern dominiert. Besonders viele Anbieter gibt es bei Mikro-Windanlagen bis 2 kW Leistung, wie sie häufig in Online-Shops angeboten werden. Umso wichtiger ist es, sicherzugehen, dass der Anbieter vertrauenswürdig ist. Ein gutes Kriterium ist die Zertifizierung nach IEC 61400-2 oder die Beauftragung eines unabhängigen Gutachters.
Kriterien zur Qualitätsbeurteilung einer Kleinwindkraftanlage:
- Zertifizierung nach IEC 61400-2
- Kundenbewertungen für den Hersteller der Anlage
- Referenzen des Herstellers
- Hinzunahme eines unabhängigen Gutachters
Deutsche Hersteller von Kleinwindkraftanlagen
- Aerocraft
- BestWatt B.V.
- Braun Windturbinen
- Easywind
- Heyde Windtechnik
- PSW-Energiesysteme
- Superwind
- S & W Energiesysteme
- Wind Technik Nord
Was kostet eine Kleinwindkraftanlage?
Eine hochwertige Kleinwindkraftanlage mit weniger als 100 kW Leistung kostet zwischen 3.000 und 10.000 Euro pro Kilowatt. Damit ist sie deutlich teurer als eine Photovoltaikanlage, bei der ein Kilowatt-Peak etwa 1.200 bis 2.000 Euro kostet.
Beispielrechnung: Bei einem Kilowatt-Peak-Preis von 4.000 Euro würde eine Kleinwindkraftanlage mit 7 kWp insgesamt 28.000 Euro kosten. Für den gleichen Preis ließen sich hingegen 15 kWp Photovoltaik installieren mit mehr als doppelt so viel Stromertrag.
In diversen Online-Shops sind auch Kleinwindkraftanlagen mit deutlich niedrigeren Kilowatt-Peak-Preisen erhältlich. Diese sind in der Regel jedoch nicht langlebig und damit nicht empfehlenswert.
Förderung und Vergütung
Einspeisevergütung
Genau wie bei einer Solaranlage erhältst du für die Einspeisung von Windstrom eine Vergütung. Diese beträgt für Ende 2023 in Betrieb genommene Anlagen 8,2 Cent pro kWh. Damit ist die Vergütung so niedrig, dass zumeist kein wirtschaftlicher Betrieb möglich ist. Die Vergütungssätze werden jährlich festgelegt und sind abhängig von den Ausschreibungen für Windenergie an Land.
Förderprogramme
Neben der Einspeisevergütung können Kleinwindkraftanlagen auch durch das KfW-Förderprogramm 270 gefördert werden. Anlagenbesitzer*innen erhalten dabei einen zinsgünstigen Kredit. Schau dir außerdem lokale Förderprogramme deiner Stadt oder Gemeinde an. Es gibt regional unterschiedliche Zuschüsse.
Eigenverbrauch von Windstrom lohnt sich
Strom aus dem Netz kostet aktuell etwa 32 Cent. Da für die Einspeisung von Windstrom jedoch deutlich weniger als zehn Cent ausgezahlt werden, solltest du als Besitzer*in einer Kleinwindkraftanlage versuchen, möglichst viel Strom selbst zu nutzen. Da nicht immer dann Wind weht, wenn Strom gebraucht wird, lässt sich die Kleinwindkraftanlage auch mit einem Batteriespeicher kombinieren.
Da Kleinwindkraftanlagen in der Anschaffung deutlich teurer sind als Photovoltaikanlagen, ist auch die Erzeugung von Windstrom kostspielig. Beim Eigenverbrauch von Windstrom sparst du im Vergleich weniger als beim Eigenverbrauch von Solarstrom.
Kann ich eine Kleinwindkraftanlage mit einer Solaranlage kombinieren?
Technisch ist eine Kombination von Kleinwindkraftanlage und Solaranlage möglich. Sinnvoll ist sie in der Regel jedoch nicht, da eine Photovoltaikanlage mit Batteriespeicher auch ohne Windkraft einen Großteil des Haushaltsstrombedarfs decken kann. Zudem ist selbst die Kombination aus PV-Anlage und Speicher noch günstiger als die Anschaffung einer KWA. Hinzu kommt, dass der parallele Betrieb beider Systeme rechtlich kompliziert ist: In jedem Fall müssen zusätzliche kostenpflichtige Stromzähler montiert werden.
Fazit: Lohnt sich die Investition?
Kleinwindkraftanlagen erzeugen, genau wie Solaranlagen, erneuerbaren Strom. Dafür sind sie im Vergleich deutlich teurer und unzuverlässiger. Wer selbst grünen Strom erzeugen möchte, fährt mit einer eigenen Photovoltaikanlage in den allermeisten Fällen besser.
Darum lohnen sich Kleinwindkraftanlagen auf dem Einfamilienhaus häufig nicht:
- teurer als die Anschaffung einer Solaranlage
- weniger effizient
- Ertrag ist regional sehr unterschiedlich und unzuverlässiger als bei einer Solaranlage
- Technologie ist weniger ausgereift und es gibt keine wirklich namhaften Hersteller
