Windkraftanlage: Strom aus Windenergie im Garten erzeugen

Verfasst von: Michael Claus
Zuletzt aktualisiert am:
Windkraftanlage
In diesem Artikel
  • Die kleine Windkraftanlage als Alternative zur Erzeugung von eigenem Ökostrom. 
  • Informationen zu Systemen, Anlagen, Vorteilen, Nachteilen und Kosten erfahren.
  • Wie ist der Betrieb einer Windkraftanlage fĂŒr private Nutzer wirtschaftlich möglich?

Windkraft gehört inzwischen fest zum Mix erneuerbarer Energien in Deutschland. FĂŒr viele Menschen prĂ€gen allerdings die großen Windparks und WindrĂ€der auf dem Land das Meinungsbild.

Dabei gibt es auch private kleine WindrĂ€der fĂŒr den Hausgebrauch auf dem eigenen GrundstĂŒck, die sog. Kleinwindkraftanlagen oder Mini-Windkraftwerke. Lohnt sich das? Wenn ja, warum und fĂŒr wen? 

Du hast ein GrundstĂŒck im Binnenland, Gebirge oder vielleicht sogar an der KĂŒste? Bei Dir zieht es sowieso immer ordentlich? Du kennst vielleicht sogar schon Deine Windgeschwindigkeit im Jahresmittel? Dann kannst Du bei uns mehr erfahren, ob ein Windrad etwas fĂŒr Dich ist.

Wir geben Dir in diesem Artikel generelle Informationen, Tipps fĂŒr Lösungen und ein paar Hinweise zu den Kosten an die Hand. So kannst Du Deinen Strom mit Wind selbst erzeugen. 

Horizontale Windkraftanlagen zur Erzeugung von Ökostrom im industriellen Stil
Horizontale Windkraftanlagen zur Erzeugung von Ökostrom im industriellen Stil

Was gibt es fĂŒr Arten von WindrĂ€dern? 

Windenergie ist nachhaltig, grĂŒn, emissionsfrei ohne CO2 und steht der Energiequelle entsprechend je nach Standort und Lage theoretisch Tag und Nacht zur VerfĂŒgung. Nimmt man es ganz genau, ist Windenergie sogar eine Form der Solarenergie. Denn Wind entsteht durch ErwĂ€rmung der AtmosphĂ€re, fĂŒr die in erster Linie die Sonne verantwortlich ist. Warme Luft steigt nach oben, kalte Luft sinkt ab. So wird’s windig!

Eine Windkraftanlage nimmt die kinetische Energie des Windes auf, auch Energie der Bewegung oder Rotationsenergie genannt, und verwandelt diese in elektrische Energie. Diesen Job erledigen fĂŒr gewöhnlich alle technischen Teile rund um Rotorblatt, Getriebe und Generator bzw. Windturbine. Je nach Art und Weise der Windkraftanlage können WindrĂ€der ganz verschieden funktionieren und aussehen

„Windanlagen können die Windkraft bewusst verschieden nutzen: horizontal und vertikal! Man unterscheidet sie deshalb auch in sog. HorizontallĂ€ufer bzw. VertikallĂ€ufer.“

Im Wesentlichen erzeugen in der Windindustrie heute große horizontale WindrĂ€der den meisten Ertrag von Strom. Es gibt aber ebenfalls vertikale WindrĂ€der. Jedes Windrad fĂŒr sich ist ein autonomes Windkraftwerk! Es produziert Ökostrom und speist diesen in ein Netz oder in einen Stromspeicher ein. Denn Wind selbst kann man nicht speichern. Stehen mehrere WindrĂ€der nebeneinander und fĂ€llt eines aus, arbeiten die anderen ohne Probleme weiter. 

Vertikale Windkraftanlage nach dem Darrieus-Prinzip
Vertikale Windkraftanlage nach dem Darrieus-Prinzip (AuftriebslÀufer)
Vertikale Windkraftanlage nach dem Savonius-Prinzip
Vertikale Windkraftanlage nach dem Savonius-Prinzip (WiderstandslÀufer)

Überblick Windkraftanlagen Typen: 

  • Horizontale Windkraftanlagen: Die Menschen leben seit langer Zeit mit horizontalen WindrĂ€dern im alten und modernen Landschaftsbild. Gestern waren es WindmĂŒhlen. Heute sind es WindrĂ€der. Diese Anlagen haben eine horizontale Achse, auf der die RotorblĂ€tter an der Gondel am Turm angeordnet sind. Der Rotor ist dank der drehbaren Gondel der Windrichtung nachfĂŒhrbar. Man kann ihn aus oder in den Wind drehen und eine Bremse gibt es auch.

    Diese Anlagen sind sog. AuftriebslĂ€ufer. Bei ihnen strömt die Luft auf die RotorblĂ€tter bzw. genauer gesagt am Blatt vorbei. Das erzeugt einen Auftrieb. Der zumeist gegen den Wind gerichtete Rotor treibt eine Mechanik oder einen Motor in der Gondel an. Bei WindrĂ€dern erzeugt diese Turbine den Strom. WindmĂŒhlen beispielsweise baut der Mensch seit mehr als 1.500 Jahren. WindrĂ€der zur wirtschaftlichen Stromerzeugung baut er seit wenigen Jahrzehnten.

  • Vertikale Windkraftanlagen: Bei vertikalen WindrĂ€dern sitzt die Rotorachse vertikal am Turm, an der sog. Standachse. Diese Windkraftanlagen gibt es historisch betrachtet ebenfalls schon sehr lange auf der Welt. Vertikale Windkraftanlagen sind bereits aus dem 7. Jahrhundert bekannt. Bei diesem Typ von Windrad gibt es jedoch nicht nur AuftriebslĂ€ufer wie beispielsweise den Darrieus-Rotor.

    Es gibt auch sog. WiderstandslÀufer wie den Savonius-Rotor. Dieser gewinnt die kinetische Energie nicht durch Auftrieb, sondern dadurch, dass er sein Blatt komplett in den Wind stellt. So treibt ein Rotor auch hier wieder einen Generator oder eine Windturbine an und die wiederum erzeugen den Strom. Mischformen dieser beiden Formen gibt es obendrein.

Nicht immer einfach: Ökostrom mit Windenergie wirtschaftlich herzustellen
Nicht immer einfach: Ökostrom mit Windenergie wirtschaftlich herzustellen

Kleine WindrĂ€der: Effizienz und Wirtschaftlichkeit 

Weil der Mensch WindmĂŒhlen bzw. WindrĂ€der seit sehr langer Zeit baut und nutzt, ist die Technologie Windenergie gut erforscht. Auf den MĂ€rkten konkurrieren die verschiedenen Produkte und Anlagen schon sehr lange miteinander. Stand der Technik im praktischen Einsatz sind und bleiben horizontale WindrĂ€der. Das gilt auch fĂŒr sog. KWA, also fĂŒr die privaten Anlagen, die als sog. Kleinwindkraftanlagen bzw. Mini-Windkraftwerke verkauft werden. 

Das ist die RealitÀt von Forschung und Technik. Warum ist das so? Weil horizontale Windkraftanlagen als System eine höhere Drehzahl und damit einen höheren Wirkungsgrad haben! Die Leistung von Windkraftanlagen wird mit dem sog. Leistungsbeiwert gemessen (auch als spezifische Leistungsausbeute bekannt), der maximal bei knapp 60 Prozent liegt.

„Windkraftanlagen erreichen maximal einen Leistungsbeiwert von 59 Prozent. Höher hinaus geht es mit der Funktionsweise einer Windanlage selbst theoretisch nicht, ganz egal wie hoch die TĂŒrme sind und was in ihnen steckt!“

So viel kinetische Energie des Windes können die Rotoren theoretisch tatsĂ€chlich umwandeln. Der praktische Gesamtwirkungsgrad liegt durch die Leistungsverluste von Getriebe und Generator im Maschinenhaus aber in der Regel niedriger. HorizontallĂ€ufer arbeiten bestenfalls mit 50 Prozent, VertikallĂ€ufer höchstens mit 40 Prozent Gesamtwirkungsgrad. 

Wenn es um Effizienz und Wirtschaftlichkeit einer Windkraftanlage geht, geht es ohnehin nicht um den Leistungsbeiwert, sondern um die Stromgestehungskosten. Also um die Kosten, die nötig sind, um ĂŒberhaupt eine Kilowattstunde Strom zu erzeugen. Auch die oft angegebene Nennleistung sagt Dir nur, was eine Anlage bei einer bestimmten Windgeschwindigkeit an Strom erzeugen könnte. Liegt kein entsprechender Wind an, bleibt alles Theorie. 

Die Effizienz und Wirtschaftlichkeit einer Kleinwindanlage (KWA) wird allgemein durch folgende Faktoren beeinflusst (von A-Z): 

  1. QualitĂ€t der Anlage: Einfache Hobby-Anlagen, die nur wenige Hundert Watt Strom pro Jahr erzeugen, sind oft keine echten Mini-Windkraftanlagen. Ja, sie sind im Vergleich klar gĂŒnstiger. Aber nein, viel zu viele dieser Produkte taugen nichts. Ausnahmen bestĂ€tigen die Regel, wie solche Mikro-Anlagen guter QualitĂ€t fĂŒr Camping, Wohnwagen oder Segelschiffe.

    Viele der sehr gĂŒnstigen Miko-Windanlagen sind zudem leider nicht nur leistungsschwach, sondern auch noch fehleranfĂ€llig und kaum sturmsicher obendrein. Robuste Minikraftwerke, die professionell auf einem Dach oder Mast montiert sind, kosten deutlich mehr. Und sie leisten auch deutlich mehr!

  2. Standort: Selbst das beste neue Mini-Windkraftwerk kann nicht mehr Leistung aus dem Wind holen, als ĂŒberhaupt Wind da ist. Kleinwindkraftanlagen eignen sich somit nur fĂŒr einen Standort, der das ganze Jahr ĂŒber eine gewisse Windlast und Windgeschwindigkeit besitzt. In dicht bebauten Gebieten können zudem umstehende GebĂ€ude oder BĂ€ume die Windströmung behindern.

  3. Verwendungszweck: Wer sich ein Windkraftwerk bauen möchte, um diesen Ökostrom direkt zu verkaufen, sprich mit dem Einspeisen ins Netz liebĂ€ugelt, braucht einen verdammt langen Atem. Die EinspeisevergĂŒtung in Deutschland erreicht aktuell eine Höhe zwischen 5 und 7 Cent je kWh. Ein Einsatz aus diesen GrĂŒnden lohnt sich also nicht!

    Besser ist es, die private Windkraftanlage neben einer Photovoltaik-Anlage mit Stromspeicher als Teil des eigenen Energiemix zu verstehen. Den Windstrom selbst zu nutzen, bei großer Ausbeute vielleicht sogar zum Kochen, Heizen und fĂŒr ElektromobilitĂ€t, und weniger vom teuren Strom aus dem Netz zu kaufen, setzt deutlich sinnvollere Akzente.

Einer der Tipps am Rande: Verschiedenen Ökostrom will der Gesetzgeber mit verschiedenen ZĂ€hlern erfasst wissen
Einer der Tipps am Rande: Verschiedenen Ökostrom will der Gesetzgeber mit verschiedenen ZĂ€hlern erfasst wissen

Kosten der kleinen Windkraftanlage 

Die Preise von kleinen Windkraftanlagen hĂ€ngen sehr von der gewĂ€hlten Anlage ab. Über den Daumen gepeilt kostet eine hochwertige und solide Kleinwindanlage zwischen 4.000 und 10.000 Euro pro Kilowatt Leistung. Möchtest Du also eine Anlage installieren, die Dir jedes Jahr 5.000 kWh liefert, musst Du Minimum mit Anschaffungskosten von 25.000 Euro rechnen. 

Hinzu kommt, dass sich Wind nicht speichern lĂ€sst, elektrische Energie aber schon. Du benötigst also, wie bei der Nutzung anderer erneuerbarer Energien auch, einen Stromspeicher. Der hat auch einen nicht unerheblichen Preis. Betreibst Du parallel, wie schon erwĂ€hnt, noch eine Solaranlage, kannst Du deren Speicher teilen bzw. beides miteinander kombinieren. Das wĂ€re sehr sinnvoll.

„Neuer Ansatz, alte Probleme: Berechne die TĂŒcken von Technik und Gesetzgeber mit ein!“

So kannst Du nicht nur Kosten sparen, sondern auch Deinen Vorrat an Stromertrag erhöhen. Solltest Du allerdings zwei verschiedene grĂŒne Stromerzeuger betreiben, bedenke bitte, dass der Stromspeicher dann auch groß genug ausfallen sollte. Denn fĂŒr gewöhnlich liefern Photovoltaikanlagen schon jede Menge Leistung fĂŒr den Haushaltsstrombedarf. 

Bedenke bitte zudem, dass der Gesetzgeber Strom aus Sonnenenergie und Windenergie unterschiedlich behandelt, etwa wenn es um die Einspeisung von ĂŒberschĂŒssiger Energie und ums ZĂ€hlen dieses Ökostroms geht. Neben verschiedenen Kosten fĂŒr die Genehmigung musst Du dann beispielsweise oft noch zwei getrennte StromzĂ€hler fĂŒr jeden Kreislauf installieren lassen. 

Windkraftanlage Garten
Deutschland und der Strom aus Windenergie: Hausbesitzer machen mit ©Herr Loeffler/Shutterstock.com

Private Kleinwindanlagen fĂŒr EinfamilienhĂ€user 

Anders als bei PV-Anlagen und Solartechnik ganz allgemein ist der Markt fĂŒr Kleinwindanlagen recht unĂŒbersichtlich. Er ist nicht von wenigen großen Markenherstellern geprĂ€gt, sondern sehr zersplittert. Besonders viele Angebote kannst Du fĂŒr die sog. Mikro-Windanlagen bis 350 Watt Leistung und die Mini-Windanlagen bis 2,5 kW Leistung finden. Mikro-Windanlagen werden hĂ€ufig bereits sogar in Online-Shops angeboten. 

Willst Du sichergehen, dass der Anbieter Deiner neuen Kleinwindkraftanlage vertrauenswĂŒrdig ist? DafĂŒr gibt es zwar keine Garantien, besonders wenn man sich in der Branche nicht auskennt. Es gibt aber einige Kriterien, die Du einfach beachten kannst (von A-Z).

Steigere Deinen Ertrag durch geprĂŒfte QualitĂ€t!

  • Bewertungen: Höre, lese und beachte die Erfahrungen, die anderen Kunden mit dem Produkt ihrer KWA schon gemacht haben. In der Fachpresse und im Internet sind fĂŒr gĂ€ngige und erprobte Anlagen sicherlich aussagekrĂ€ftige Kundenbewertungen zu finden. Bilde Dir Dein eigenes Bild ĂŒber die QualitĂ€t der Anlagen und den Ertrag unter bestimmten Voraussetzungen. Rechnen und Recherchieren lohnt sich!

  • Gutachter: FĂŒr den Fall, dass Du Dir gleich ein bisschen mehr Leistung auf Haus oder GrundstĂŒck bauen möchtest, könnte sich auch die Beauftragung eines unabhĂ€ngigen SachverstĂ€ndigen fĂŒr Windenergie lohnen. Aber Vorsicht: Das kann schnell teuer werden!

  • Referenzen und Angaben vom Hersteller: Nimm die Angaben und Referenzen des Produzenten selbst genauer unter die Lupe. Halten die Windanlagen-Produkte nach Meinung anderer Kunden (siehe Kundenbewertungen) das, was der Hersteller verspricht? Sind die Differenzen zwischen Versprechen und Ertrag zu groß oder stimmt die QualitĂ€t nicht, dann lieber Finger weg!

  • Sets komplett kaufen: Es ist empfehlenswert, den Windgenerator gleich zusammen mit dem passenden Laderegler oder Wechselrichter, Turm sowie seiner Verankerung zu kaufen. Einzelne mechanische oder gar elektronische Komponenten spĂ€ter einzeln dazu zu kaufen, kann Probleme verursachen. Zumindest sollte der Hersteller fĂŒr alle wesentlichen Komponenten (wie vor allem beispielsweise Windturbine, Generator, Getriebe, RotorblĂ€tter oder Turm) feste Empfehlungen aussprechen können.

Kleine Windturbine: Angebote und Bestseller

Was bedeutet die Zertifizierung der Anlage nach IEC 614400-2?

Internationale PrĂŒforganisationen wie beispielsweise der TÜV oder die DEKRA in Deutschland zertifizieren Windenergie-Produkte verschiedener Hersteller mit diesem Zertifikat. Das Zertifikat beruht auf strengen Vorgaben der „International Electrotechnical Comission“ (IEC). Damit sind eben jene wesentlichen Teile wie Turm, Getriebe, Gondel, RotorblĂ€tter oder Windturbine sowie ihr Zusammenspiel im Produkt unabhĂ€ngig geprĂŒft.

Jahr fĂŒr Jahr dasselbe Thema im Leben vieler Menschen: die Strompreise steigen
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Anlagen zum Leben: Mit kleinen KWA kann fast jeder Nachbar leben
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21 Vorteile und Nachteile einer Windkraftanlage 

Einige Vorteile und Nachteile von Windkraftanlagen kennst Du jetzt bzw. kanntest Du vielleicht schon. Andere könnten neu fĂŒr Dich sein. Aus ökologischer und gesellschaftlicher Sicht ĂŒberwiegen die Vorteile der Windkraft unserer Meinung nach deren Nachteile. Sie hat Zukunft! Die Bedingungen fĂŒr die Wirtschaftlichkeit Deiner KWA fĂŒr den privaten Gebrauch sind manchmal etwas schwierig. Das haben wir in unserer Übersicht erwĂ€hnt. 

Übersicht ĂŒber generelle Vorteile und Nachteile der Nutzung von Windenergie mit einer KWA (von A-Z): 

Themen der Anlagen Vorteile Nachteile
Haltbarkeit 
  • KWA von guter Qualität haben eine lange Lebenszeit, liefern 20 Jahre und länger zuverlässig Ertrag aus elektrischer Energie
  • KWA von guter Qualität sind pflegearm beim Service und benötigen nur geringe Wartung (zumeist fĂŒr die systemrelevanten Teile wie Windturbine, Generator, Getriebe, RotorblĂ€tter oder weitere Technik im Turm)
Kosten (sparen) 
  • die Stromerzeugung an sich ist nach Investition und Installation nahezu kostenlos
  • der Ertrag aus selbst erzeugter Energie senkt Deine Stromrechnung und erhöht Deine Unabhängigkeit vom örtlichen Versorger
  • selbst erzeugter Windstrom schützt Dich vor steigenden Strompreisen
  • für nicht von Dir genutzte Elektrizität, die Du ins Stromnetz einspeist, erhältst Du eine Einspeisevergütung
  • weil gute Windanlagen relativ wartungsarm sind, verursachen sie nur geringe Wartungskosten
  • Windkrafttechnik macht das Laden vom Elektroauto für Dich quasi kostenlos
  • eine Windraftanlage erfordert beim Kauf eine sehr hohe Anfangsinvestition für die Anschaffung und Installation der Anlage samt aller Komponenten wie Turm, BlĂ€tter, Generator usw. (ist deutlich teurer als Photovoltaik)
Nachhaltigkeit 
  • Windstrom ist sauber und emissionsfrei, Du tust also etwas für die Umwelt und gegen den Klimawandel (Du erzeugst mit Windenergie kein CO2, keinen Feinstaub und keinen Ruß)
  • bei der Herstellung von Windkraftwerken und ihren zahlreichen Komponenten wie Generator, Getriebe, Turm, RotorblĂ€tter werden Ressourcen in erheblichem Umfang verbraucht
  • Windräder können gefährlich für Vögel sein (allerdings wird diese Gefahr maßlos übertrieben, denn jedes Jahr sterben 10.000 mal mehr Vögel durch Katzen, 1.000 mal mehr Vögel durch Glasscheiben und 800 mal mehr Vögel durch Kfz... als durch Windkraftanlagen)
Platzbedarf 
  • private Windkraft nutzt für gewöhnlich wenig Platz und wenn dann welchen in der Höhe, der muss allerdings tauglich sein (ergo windig, sonst dreht sich die Windturbine nicht!)
  • an Windkraftanlagen in ihrer Nähe stören sich einige Menschen und Nachbarn
VerfĂŒgbarkeit 
  • Wind steht Dir je nach Standort am Tag und in der Nacht kostenlos zur Verfügung
  • eine Windkraftanlage bis 10 Meter Höhe erlauben fast alle Länder im Bund genehmigungsfrei (allerdings ist eine Genehmigung vom Bauamt immer besser, falls sich Deine Nachbarn doch irgendwann dran stören sollten)
  • Wind ist nicht konstant verfügbar, d.h. die Menge der Stromerzeugung ist abhängig von der Lage (bei etlichen Lagen im flachen Tiefland flaut der Wind zudem nachts merklich ab)
  • eine Windkraftanlage über 10 Meter Höhe ist unbedingt durch das Bauamt genehmigungspflichtig
Werthaltigkeit 
  • private Windkrafttechnik wirkt wertsteigernd und wertet den Marktpreis von Deinem Gebäude bzw. Grundstück effektiv auf
  • Du kannst eine Windkraftanlage als System beim Umzug nicht ohne Weiteres einfach so mitnehmen
  • manche Menschen (Käufer von Grundstücken, Nachbarn) stehen der Windkraft in ihrem direkten Bereich zum Leben ablehnend gegenüber, besonders den horizontalen KWA, akzeptieren dagegen aber vertikale KWA häufig leichter
FAQ
Wichtige Fragen und Antworten zu kleinen Windturbinen im Überblick

FAQ online: Ratgeber mit Tipps zu kleinen Windkraftanlagen

Brauche ich fĂŒrs Windrad im Garten eine Genehmigung?

Neue Windkraftanlagen (KWA), die eine Gesamthöhe von 10 m nicht ĂŒberschreiten, benötigen prinzipiell keine baurechtliche Genehmigung. Allerdings solltest Du vor der Installation dennoch besser Kontakt zum Bauamt suchen und Dich mit Deinen Nachbarn verstĂ€ndigen. Das beugt Ärger vor.

Gibt es fĂŒrs Windrad daheim Förderung?

Neben der im EEG geregelten EinspeisevergĂŒtung fĂŒr Strom aus Windenergie werden neue Einzelmaßnahmen eigentlich nur noch durch das BAFA gefördert. Im Fall von Windkraftanlagen gilt jedoch eine Ausnahme. Bei der KfW kannst Du fĂŒrs Errichten einer Kleinwindanlage Förderung nach dem KfW-Kreditprogramm „270: Erneuerbare Energien – Standard“ erhalten.

Wie viel Platz benötigt eine Mini-Windturbine?

Eine Mini-Windturbine fĂŒrs eigene GrundstĂŒck benötigt nur wenig Platz. Einige Mikro-Windkraftanlagen finden sogar schon auf dem Balkon ausreichend Platz oder fĂŒgen sich prima auf dem Giebel vom Eigenheim ein. FĂŒr andere, etwas grĂ¶ĂŸere KWA zum Aufstellen braucht es im Garten ein paar Quadratmeter mehr. Unterm Strich ist der Platzbedarf aber so oder so kein relevanter Faktor.

Weitere Energiesysteme:

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Michael Claus

Autor

Michael Claus ist staatlich geprĂŒfter Techniker und Hausbesitzer. Als faktenorientierter Mensch bevorzugt er schlaue Lösungen. Mit ĂŒber 20 Jahren praktischer Erfahrung teilt er sein Fachwissen und seine umfangreiche Expertise gerne beim Schreiben von unabhĂ€ngigen Fachartikeln, Rezensionen und Produktvorstellungen.

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