Kleinwindanlagen werden beliebter. Die Hersteller arbeiten in diesem Bereich an neuen Schwachwindanlagen. Wir stellen die Konzepte und Modelle vor.
Wind ist nicht gleich Wind. „Auch wenn es an einem Standort vermeintlich viel weht, sorgt nur die volle, ungehinderte Anströmung für ausreichend Energie zur Stromerzeugung“, erklärt Kleinwindkraftexperte Patrick Jüttemann aus Bad Honnef. Häuser, Bäume, Hecken oder andere Hindernisse sorgen für Turbulenzen und nehmen Kraft aus dem Wind. Abhilfe liefern höhere Masten: Hersteller wie Lely Aircon bieten Masthöhen von 42 m für die Anlage mit 30 kW an, die plus Rotorblättern unter 50 m Gesamthöhe bleibt – bis dahin gilt das Baurecht, darüber benötigt man eine Genehmigung nach dem Bundesimmissionsschutzgesetz.
Ab 4 m/s interessant:
Doch auch eine Toplage ist noch kein Garant für die Wirtschaftlichkeit. „Wir raten erst ab Windgeschwindigkeiten von 4 m/s im Jahresdurchschnitt, sich mit der Kleinwindkraft zu beschäftigen“, sagt Vanessa Sigel von der Beratungsorganisation C.A.R.M.E.N. e.V. aus Straubing (Bayern). Während es an der Küste Standorte mit mehr als 6 m/s Windgeschwindigkeit gibt, sind selbst 4 m/s auf Nabenhöhe im Binnenland längst nicht überall anzutreffen.Damit die Kleinwindkraft für Landwirte und andere potenzielle Betreiber auch an eher ungünstigen Standorten wirtschaftlich wird, arbeiten die Hersteller – genau wie bei der Großwindkraft – an Schwachwindkonzepten.
Große Rotoren:
Für eine gute Wind-ernte im Binnenland sind größere Rotoren als an windstarken Standorten nötig. Wie wichtig die Größe des Rotors ist, zeigt Rolf Weiß vom Ingenieurbüro WinDual (www.windual.com) an einem Beispiel von zwei aktuellen 10-kW-Modellen: Bei einer mittleren Windgeschwindigkeit von 5 m/s erzeugt eine Anlage laut Datenblatt unter Zertifizierungsbedingungen mit 47,8 m² überstrichene Rotorfläche im Jahr 19880 kWh Strom. Die andere Anlage mit der gleichen Nennleistung, aber 137 m², kommt auf 37360 kWh im Jahr. „Das Beispiel zeigt, dass Investoren die richtige Anlage für ihren Standort nicht nach Nennleistung auswählen sollten, sondern nach einem günstigen Preis-Ertrags-Verhältnis“, rät Weiß. Seiner Erfahrung nach zeichnen sich Schwachwindanlagen durch folgende Eigenschaften aus:- Sie haben einen Rotordurchmesser mit großer überstrichener Rotorfläche.
- Sie arbeiten mit drehzahlvariablem Permanentmagnet-Synchron-Generator. Bei diesem nimmt die Drehzahl des Rotors und des Generators bei steigender Windgeschwindigkeit zu, womit die Anlage laut Weiß das Maximum an Leistung aus dem herrschenden Wind herausholen könne. Anlagen mit Asynchrongeneratoren und Getriebe dagegen arbeiten mit fester Drehzahl. Sie benötigen keinen Wechselrichter. „Sie eignen sich eher für Starkwindstandorte mit dauerhafter Windgeschwindigkeit ab 5,5 m/s auf Nabenhöhe“, sagt der Experte.
- Schwachwindanlagen besitzen eine aktive Rotor- und Leistungssteuerung. Anlagen mit passiver Verstellung reagieren laut Weiß erst sehr spät, was zu höherer Belastung und zu vorzeitigem Verschleiß führen könne.
Weiß vertreibt selbst Anlagen verschiedener Hersteller. Neu ist die TN20 mit einer überstrichenen Rotorfläche von 200 m2 für Starkwind und 283 m2 für Schwachwind. Ebenfalls neu in diesem Jahr sind die 30K20 und 30K16 des deutschen Herstellers Solutions4Energy. Es gibt sie mit zwei Rotordurchmessern: 15,9 m (entsprechen 200 m2 überstrichener Rotorfläche) und 19,6 m (entspricht 300 m²). Sie liefern laut Hersteller bei 5 m/s Windgeschwindigkeit einen Jahresertrag von ca. 100000 kWh. Sie besitzen einen Direktantrieb ohne Getriebe sowie eine aktive Rotorblattverstellung.
Auch Lely Aircon (www.lely.com) hat die 30-kW-Maschine für Schwachwindstandorte optimiert. Der Rotordurchmesser der 30 6.5 liegt jetzt bei 13,7 m, bei der Starkvariante dagegen liegt er bei 13,1 m. „Auch haben wir die Rotorblätter in der Form optimiert, damit sie bei allen Windgeschwindigkeiten Ertragssteigerungen erreicht“, erklärt Vertriebsleiter Maximilian Schäfer. Als weitere Neuheit bietet Lely Standortprüfungen unter dem Namen „Wind-Innovator“ an, die ein Ertragsgutachten nach Technischer Regel Teil 6 (TR6), Umwelt-Scoping, Schall- und Schattenprognose sowie eine Netzprüfung beinhaltet.
Flügel aus Holz:
Relativ neu auf dem deutschen Markt ist der Hersteller E.A.Z Wind (www.eazwind.com) aus Hoogezand (Niederlande). E.A.Z. baut seit vier Jahren Kleinwindanlagen mit einer Leistung von 10 kW und hat in der Provinz Groningen bereits 130 Anlagen errichtet. Die Anlagen sind mit 12 m Rotordurchmesser für die Küste konzipiert und sollen laut Hersteller bis zu 35000 kWh Strom erzeugen.Die Nabenhöhe beträgt 15 m. Sie sind mit einer mechanischen Blattverstellung (Pitch) ausgestattet. Eine weitere Besonderheit: Die Rotorblätter sind aus Lärchenholz hergestellt. Kontakt:hinrich.neumann@t-online.de
