Wo Kleinwindkraft ihr Potential entfalten kann

Bevorzugte Windgebiete sind die Küsten Westeuropas. Unter günstigen Bedingungen gibt es auch in kontinentaler Lage wie in Österreich geeignete Standorte. Gebäude, Bäume und Hügel können Turbulenzen in der Windströmung verursachen und beeinflussen den Ertrag erheblich.
Aus diesem Grund sind Großgeneratoren in mindestens 60 Metern Höhe über dem Boden in turbulenzfreier Strömung angeordnet. Das bedeutet für Kleinanlagen, dass nur unter besonders günstigen Bedingungen ein erfolgreicher Betrieb gewährleistet ist. Eine Masthöhe von rund 20 Meter ist meist erforderlich. Die Anlage sollte zehnmal die Höhe der Hindernisse von diesen entfernt sein und der Turm sollte die doppelte Höhe des Hindernisses haben. Der Unterschied in der Energieausbeute zwischen einem Zwölfmeter- und einem Achtzehnmeter-Mast kann bei 50 Prozent liegen.

Von Kleinwindkraft spricht man bis zu etwa 20 Kilowatt peak Leistung. Entscheidend sind der Wirkungs- und der Auslastungsgrad der Anlage in Volllaststunden, der unmittelbar mit der Wirtschaftlichkeit zusammenhängt. In der Praxis liegt er bei 300 bis 1.500 Stunden. Die Anlage muss zum Standortes passen, ansonsten ist sie über- oder unterdimensioniert.

Grundsätzlich können Windkraftanlagen horizontal oder vertikal gebaut sein. Die meistgebauten horizontalen Anlagen sind Dreiblattrotoren. Bei Kleinanlagen gibt es auch solche mit mehr oder weniger Blättern. Für drei Blätter sprechen eine geringe Anlaufgeschwindigkeit, niedrige Drehzahl, geringe Lärmentwicklung und der hohe Wirkungsgrad von 52 Prozent. Gründe für viele Rotorblätter sind der Betrieb bei wenig Wind und ein hohes Drehmoment bei geringer Drehzahl. Allerdings ist der Materialaufwand höher und damit auch die Produktionskosten.

Besonders bei Kleinanlagen sind Vertikalläufer nicht ungewöhnlich. Darrieusrotoren sind Vertikalläufer in „Schneebesenform“ mit zwei bis drei Rotorblättern. Der Drehimpuls erfolgt durch aerodynamischen Auftrieb an den Tragflächenprofilen. Sie sind unabhängig von der Windrichtung, die gesamte Elektrik befindet sich am Boden. Der Wirkungsgrad mit 37 Prozent ist gering. Sie laufen schlechter an und eignen sich für kleine Leistungen. Der H-Rotor ist eine moderne Weiterentwicklung des Prinzips.
Die Savonius Rotoren verfügen über zwei versetzt angeordnete Halbschalen. Sie sind wind-unabhängig, sehr geräuscharm und unauffällig. Sie haben allerdings mit 23 Prozent einen sehr geringen Wirkungsgrad. Sie laufen über einen großen Windbereich, auch bei Sturm. Der Einsatz beschränkt sich meist auf Spezialanwendungen, wie zum Beispiel Forschungsstationen.

Der Wind ist zwar kostenlos, der Wirkungsgrad entscheidet jedoch über die Effizienz einer Anlage. Nach dem sogenannten BetzŽschen Idealfall sind maximal 59 Prozent der Energie aus dem Wind zu gewinnen. Die Leistung eines Windgenerators nimmt mit der dritten Potenz der Windgeschwindigkeit zu. Generell soll der Generator unter höchster Auslastung betrieben werden und optimal auf die Windleistung dimensioniert werden. Allerdings hängt das Windgeschwindigkeitsprofil von der Beschaffenheit der Erdoberfläche ab. Das heißt, dass in verschiedenen Höhen unterschiedliche Windgeschwindigkeiten vorherrschen. In der Folge beeinflusst die Masthöhe die Energieausbeute wesentlich. Generatoren haben individuelle Leistungskennlinien, von der Einschaltgeschwindigkeit ansteigend bis zur maximalen Leistung, innerhalb derer elektrische Leistung abgegeben wird. Leistungsangaben beziehen sich auf die Maximalleistung bei optimaler Windgeschwindigkeit. Die erzielte Leistung multipliziert mit der Anzahl der Betriebsstunden ergibt den Ertrag in Kilowattstunden.

Ob der Wind in ausreichender Stärke weht, das lässt sich nur mit exakten Messungen nachweisen. Voraussetzung für die Wahl eines Standortes muss eine sorgfältige Planung sein. Keine Anlage sollte ohne eine gründliche Windmessung und die Beratung an Hand einer Windkarte errichtet werden. Nur die Messung über mehrere Monate, am besten über ein Jahr, mit einem Schalenkreuz-Anemometer liefert verbindliche Daten.

Die gesetzlichen Bestimmungen zur Errichtung einer Kleinwindkraftanlage zeigt der nebenstehende Kasten. Es handelt sich um ein komplexes Verfahren. Ohne die Zustimmung der Anrainer kann die Umsetzung schwierig werden. Auch der Mindestabstand zu landwirtschaftlichen Wohnbauten von 750 Meter und 1.200 Meter zu Wohngebieten ist eine erhebliche Schwelle.

Die Gesamtkosten einer Anlage belaufen sich auf 3.200 bis 7.500 Euro je Kilowattstunde installierter Leistung. Basis ist das Ökostromgesetz 2012, das nach Bewilligung durch die EU-Komission am 1.Juli 2012 in Kraft tritt. In der Folge des Gesetzes wird auch die neue Ökostromverordnung 2012 veröffentlicht. In dieser werden die Tarife festgelegt, die für das zweite Halbjahr 2012 und voraussichtlich bis Ende 2013 gelten. Voraussetzung einer Tarifförderung ist die Anerkennung der Anlage als Ökostromanlage durch die OEMAG nach Vorliegen aller Bewilligungen für dreizehn Jahre Laufzeit. Das bisherige Kontingent von 18,9 Millionen Euro ist bereits ausgeschöpft. Seit Februar sind weitere Projekte von rund 50 Megawatt in Warteposition bis zum Inkrafttreten des neuen Gesetzes.

Weitere Informationen auf www.igwindkraft.at bzw. www.kleinewindkraft.at