In Zeiten hoher Energiepreise suchen viele nach Alternativen zum klassischen Strom aus der Steckdose. Neben Solaranlagen, die die Wärme und Energie der Sonne nutzen, gewinnen dabei auch Windkraftanlagen immer mehr an Bedeutung. Schließlich ermöglichen sie es, auf umwelt- und klimafreundliche Art Energie aus dem ohnehin vorhandenen Wind zu gewinnen. Nun ist es aber nicht einfach so möglich, ein Windrad zu kaufen oder zu bauen und im heimischen Garten in Betrieb zu nehmen. Stattdessen gibt es einige Punkte, die vorab durchdacht und berücksichtigt werden müssen.
Eine Windkraftanlage selber bauen – darauf gilt es zu achten
Wie erfolgreich und rentabel eine Windkraftanlage genutzt werden kann, hängt von mehreren Faktoren ab. Einer der wichtigsten Faktoren in diesem Zusammenhang ist der Standort. Grundsätzlich sollte das Windrad möglichst frei stehen, damit keine Hindernisse das freie Anströmen des Windes verhindern. Gebäude und Bäume bremsen den Wind und erzeugen Verwirbelungen, die den Ertrag stark mindern. Der Rotor sollte Hindernisse in der Umgebung deshalb deutlich überragen. Teilweise wird es dadurch erforderlich, eine Windkraftanlage zu wählen, die entsprechend hoch über das Hausdach hinausragt. Ausreichend Platz um die Windkraftanlage herum ist aber auch deshalb wichtig, weil selbst ein kleines Windrad Geräusche produziert, durch die sich Anwohner und Nachbarn gestört fühlen könnten. Ebenfalls abhängig vom Standort ist der Ertrag, der durch die Windkraftanlage erzielt werden kann. Einen groben Überblick über die Strömungsverhältnisse können Wetterkarten liefern. Im Zuge der Planung werden aber genauere Messungen unumgänglich sein, entweder durch ein Gutachten oder mit einem eigenen Anemometer, das möglichst in der geplanten Nabenhöhe montiert wird und über mehrere Monate misst. Da die Leistung des Windes mit der dritten Potenz der Windgeschwindigkeit steigt, machen schon kleine Unterschiede viel aus: Doppelte Windgeschwindigkeit bedeutet die achtfache Leistung. Sind die Windgeschwindigkeiten und die Rahmenbedingungen am eigenen Standort bekannt, können die voraussichtlichen Erträge mittels Berechnungswerkzeugen ermittelt werden. Ein weiterer sehr wichtiger Punkt ist aber auch die rechtliche Seite, denn je nach Bundesland gibt es unterschiedliche Auflagen und Grenzwerte im Hinblick auf die Höhe des Mastes, den Durchmesser des Windrades und auch die Lärmemission und den Schattenwurf, die unbedingt eingehalten werden müssen. Ob eine Baugenehmigung nötig ist, regelt die jeweilige Landesbauordnung; einige Länder stellen kleine Anlagen bis zu einer bestimmten Höhe verfahrensfrei. Wird die Anlage an das Hausnetz angeschlossen, muss sie beim Netzbetreiber angemeldet und im Marktstammdatenregister eingetragen werden; der Anschluss gehört in die Hände einer Elektrofachkraft.
Eine Windkraftanlage selber bauen – die wichtigsten Komponenten
Möchte der Heimwerker eine Windkraftanlage selber bauen oder bauen lassen, stellt sich als nächstes die Frage nach dem Modell. Grundsätzlich setzt sich ein Windrad aus einem Rohrmast, der nach drei Seiten abgespannt wird, einem Generator und dem eigentlichen Windrad zusammen. Bei dem Windrad handelt es sich meist um einen aerodynamischen Dreiflügler, aber auch Anlagen mit zwei oder nur einem Flügel sind erhältlich. Hinzu kommen eine Windradachse, eine Windfahne, ein Laderegler, ein Stromkabel, ein Wechselrichter und eine Batterie. Daneben ist eine Bremsvorrichtung beispielsweise in Form einer Propellerbremse erforderlich, durch die das Rad bei zu starkem Wind aus der Windrichtung gedreht oder gestoppt wird.
Als Bauweise wird zunächst zwischen einer horizontalen und einer vertikalen Konstruktion unterschieden. Je nach Konstruktion kann daneben zwischen vielen verschiedenen Bauformen ausgewählt werden, angefangen bei schnell laufenden Windrädern, die nach dem Auftriebsprinzip arbeiten, bis hin zu langsam laufenden Windrädern, die auf dem Prinzip des Widerstandes basieren. Der Wirkungsgrad, also die Effizienz einer Windkraftanlage, ist bei einem Horizontalläufer prinzipiell höher als bei einem Vertikalläufer. Für Vertikalläufer spricht, dass sie unabhängig von der Windrichtung arbeiten, oft leiser sind und optisch weniger auffallen. Auch sie liefern bei verwirbeltem Wind zwischen Gebäuden aber deutlich weniger Strom.
Eine Windkraftanlage selber bauen – das muss der Heimwerker wissen
Soll eine eigene Windkraftanlage im heimischen Garten betrieben werden, hat der Hausherr grundsätzlich drei Möglichkeiten. So kann er zum einen eine fertige Anlage kaufen. Dies ist zwar die teuerste Lösung, dafür erhält der Hausherr eine geprüfte Anlage mit Herstellergarantie und dokumentierter Leistungskurve. Zum anderen kann er sich für einen Bausatz entscheiden. Dies ist etwas kostengünstiger, und die Komponenten sind aufeinander abgestimmt. Handwerklich betätigen kann sich der Hausherr natürlich trotzdem, denn neben dem Aufbau der eigentlichen Anlage müssen auch beispielsweise ein Fundament errichtet und Kabel verlegt werden. Die dritte Möglichkeit wäre, die Windkraftanlage komplett selber zu bauen. Dies setzt allerdings nicht nur entsprechendes Wissen und Können, sondern auch eine gut ausgestattete Werkstatt voraus. Eine selbstgebaute Windkraftanlage kann beispielsweise so aussehen:
https://www.youtube.com/watch?v=9eV5480FTYs
In vielen Fällen wird eine selbstgebaute Windkraftanlage im Hinblick auf den Wirkungsgrad mit einem fertigen Modell oder einem Bausatz aber nicht konkurrieren können. Insofern ist der Selbstbau einer Windkraftanlage meist eine Möglichkeit, um zusätzlich etwas Energie zu erzeugen, einen Großteil oder gar die komplette Energieversorgung wird sie aber nicht ersetzen können. Zu bedenken gilt außerdem, dass die Kosten für die eigentliche Anlage zwar günstiger ausfallen können, die Kosten für die Baugenehmigung, den Hausanschluss und die Wartung aber in etwa gleichhoch bleiben.