Eine sorgfältige Planung ist entscheidend, um die Effizienz und Wirtschaftlichkeit einer Kleinwindkraftanlage zu maximieren. Sie trägt dazu bei, dass die Kleinwindkraftanlage optimal arbeitet und den spezifischen Anforderungen des Standorts entspricht. Bei der Planung müssen verschiedene Aspekte berücksichtigt werden, darunter Standortfaktoren, Strombedarf, gesetzliche Anforderungen und wirtschaftliche Bewertungen. Die folgenden Abschnitte beschreiben die notwendigen Schritte für die Planung einer Kleinwindenergieanlage:
1. Standortanalyse
2. Strombedarf
3. Dimensionierung und Auswahl der Kleinwindkraftanlage
4. Ertragsprognose
5. Wirtschaftlichkeit und Rentabilität einer Kleinwindkraftanlage
6. Rechtliche Rahmenbedingungen
Schritte der Planung einer Kleinwindkraftanlage
1. Standortanalyse
Lage, Lage, Lage. Dies gilt nicht nur für Immobilien, sondern in besonderem Maße auch für den Standort einer Kleinwindkraftanlage. In die Standortbewertung fließen unter anderem Faktoren wie die durchschnittliche Windgeschwindigkeit sowie die freie Anströmung des Windes auf die Anlage ein.
Zur Ermittlung der Windgeschwindigkeit können Angaben aus dem Windatlas, Messdaten benachbarter Wetterstationen oder Online-Tools herangezogen werden. Diese geben jedoch nur Hinweise auf das Windpotenzial. Da Kleinwindkraftanlagen überwiegend in Höhen unter 30 m errichtet werden, sind sie den Windverhältnissen in bodennahen Luftschichten ausgesetzt. In diesem Bereich kann der Wind durch Hindernisse wie Gebäude, Bäume oder Hecken immer wieder abgelenkt und verwirbelt werden und selbst nahe beieinander liegende Standorte können sehr unterschiedliche Jahreswindgeschwindigkeiten aufweisen. Ideal ist daher eine Windmessung über einen Zeitraum von mindestens 3, besser 12 Monaten durchzuführen. Entsprechende Messsysteme können gemietet oder im Fachhandel erworben werden. Ein guter Standort sollte nach Expertenmeinung eine mittlere Jahreswindgeschwindigkeit von ca. 4 m/s aufweisen.
Entscheidend ist auch eine freie Anströmung des Windes aus der Hauptwindrichtung auf die Kleinwindkraftanlage. Als Faustregel gilt: Hat ein Hindernis in Hauptwindrichtung eine bestimmte Höhe, so sollte der Abstand der Kleinwindkraftanlage zu diesem Hindernis das 20-fache der Höhe des Hindernisses betragen. Steht z.B. ein 10 m hoher Baum in Hauptwindrichtung, so sollte die Kleinwindkraftanlage ca. 200 m von diesem Baum entfernt errichtet werden.
2. Strombedarf
Die Ermittlung des Strombedarfs dient als Anhaltspunkt für die Dimensionierung der Kleinwindkraftanlage und kann anhand vorhandener Stromabrechnungen ermittelt werden. Liegen diese nicht vor, kann auf Richtwerte zurückgegriffen werden. Beispielsweise hat eine vierköpfige Familie in einem Einfamilienhaus einen durchschnittlichen jährlichen Strombedarf von ca. 5.000 Kilowattstunden. Bei der Planung des Strombedarfs sollten auch langfristige Veränderungen wie die Anschaffung eines Elektroautos oder einer Wärmepumpe berücksichtigt werden.
3. Dimensionierung und Auswahl der Kleinwindkraftanlage
Die Größe der Kleinwindkraftanlage ergibt sich aus dem geplanten Stromverbrauch, den Windverhältnissen am Standort und der Frage, ob weitere Komponenten wie Photovoltaik oder Speichersysteme eingebunden werden.
Das Ziel bei der Auslegung der Kleinwindkraftanlage ist es, den erzeugten Strom so weit wie möglich selbst zu nutzen. Der Wert der durch eine Kleinwindkraftanlage eingesparten Energiekosten ist in der Regel deutlich höher als die Vergütung für eine Netzeinspeisung.
Bei der Auswahl einer geeigneten Kleinwindkraftanlage sollte darauf geachtet werden, dass diese nach der Norm IEC 61400-2 zertifiziert ist. Dies ist zwar in den meisten Ländern, so auch in Deutschland, nicht vorgeschrieben, stellt aber ein Qualitätsmerkmal dar. Darüber hinaus gibt es auch von unabhängiger Seite Empfehlungen für Hersteller von Kleinwindkraftanlagen. Des Weiteren sollte geprüft werden, ob unabhängige Testergebnisse für Schallemissionen, Leistungskurve und Ertrag vorliegen. Für den Netzanschluss verlangen die Netzbetreiber vielerorts ein Typenzertifikat über die Netzrückwirkungen der Kleinwindkraftanlage. Eine Herstellererklärung hat hier nur eine begrenzte Gültigkeit von zwei Jahren und muss anschließend durch ein geprüftes Zertifikat nachgewiesen werden.
4. Ertragsprognose
Aus den Daten der Windmessung und der Leistungskurve der gewählten Kleinwindkraftanlage kann eine Prognose über den zu erwartenden jährlichen Stromertrag erstellt werden.
5. Wirtschaftlichkeit und Rentabilität einer Kleinwindkraftanlage
In der Wirtschaftlichkeitsberechnung werden die Finanzierung der Kleinwindkraftanlage und die langfristige Kostenersparnis durch Eigenstromnutzung oder Netzeinspeisung betrachtet. Auf dieser Basis können Aussagen über die langfristige Wirtschaftlichkeit der Kleinwindkraftanlage getroffen und eine wirtschaftlich sinnvolle Finanzierungsstrategie entwickelt werden.
Die Investitionskosten für eine Kleinwindkraftanlage können je nach Größe, Leistung und technischen Komponenten variieren. Für die Finanzierung einer Kleinwindkraftanlage kommen vor allem die klassische Eigenfinanzierung und die Kreditfinanzierung in Frage. Darüber hinaus sollten auch mögliche Förderprogramme und steuerliche Vorteile in die Investitionsplanung einbezogen werden.
6. Rechtliche Rahmenbedingungen für den Bau einer Kleinwindkraftanlage - Von der Baugenehmigung bis zur Meldepflicht
Vor dem Kauf und dem Bau einer Kleinwindkraftanlage sind die geltenden Baugenehmigungspflichten, gesetzlichen Bestimmungen sowie Vorschriften und Meldepflichten zu prüfen, deren Einhaltung einen reibungslosen Betrieb der Kleinwindkraftanlage gewährleistet und vor unerwarteten Kosten oder rechtlichen Konsequenzen schützt.
Aufgrund der föderalen Struktur des Baurechts in Deutschland ist die Baugenehmigungspraxis für Kleinwindkraftanlagen standortabhängig. Wesentliches Kriterium ist die Gesamthöhe der Kleinwindkraftanlage, gemessen vom Erdboden bis zum höchsten Punkt der Rotorblattspitze.
In einigen Bundesländern ist der Bau einer Kleinwindkraftanlagen mit einer Gesamthöhe von 10m genehmigungsfrei, bei einer Gesamthöhe von mehr als 10m ist in fast allen Bundesländern bei Kleinwindkraftanlagen eine Baugenehmigung erforderlich. Vor der Errichtung einer Kleinwindkraftanlage ist es ratsam, sich beim örtlichen Bauamt über die Genehmigungsfähigkeit des Bauvorhabens zu informieren und mögliche Fragen zu weiteren baurechtlichen Vorschriften wie Abstandsregelungen, Lärmschutz, Umwelt- und Naturschutzbelange oder Denkmalschutzbestimmungen vorab zu klären. Darüber hinaus müssen Kleinwindkraftanlagen im Marktstammdatenregister der Bundesnetzagentur registriert werden. Vor Inbetriebnahme einer Kleinwindenergieanlage besteht des Weiteren eine Meldepflicht beim zuständigen Netzbetreiber, die in den meisten Fällen vom beauftragten Elektroinstallateur durchgeführt wird. Obwohl keine Zustimmung von Nachbarn eingeholt werden muss, empfiehlt es sich, diese in das Vorhaben einzubeziehen, um mögliche Streitigkeiten von vornherein auszuschließen.
Bau einer Kleinwindkraftanlage
Der Bau einer Kleinwindkraftanlage umfasst mehrere Phasen, beginnend mit der Vorbereitung des Standortes. Dazu gehören die Markierung und Sicherung der Baufläche sowie die Vorbereitung des Fundaments. Ein solides Fundament muss die Stabilität der Anlage gewährleisten und Belastungen durch die Windkräfte absorbieren. Damit es letztendlich zu keinen bautechnischen Gefährdungen kommt, ist es ratsam, einen qualifizierten Statiker für die Errichtung des Fundamentes einzubeziehen. Nach der Fundamentlegung erfolgt die Errichtung des Mastes und die Installation der Anlage. Dies erfordert spezielle Hebe- und Montagegeräte sowie Fachwissen, um sicherzustellen, dass alle Komponenten korrekt installiert und verbunden sind. Die elektrische Verkabelung und Anbindung an das Stromnetz sind wichtige Schritte, die sicherstellen, dass der erzeugte Strom effizient genutzt wird. Die Verkabelung und der Anschluss der Anlage an das örtliche Stromnetz müssen von Fachleuten nach den geltenden Normen ausgeführt werden. Vor der Inbetriebnahme der Anlage sind umfangreiche Tests erforderlich, um sicherzustellen, dass alle Systeme einwandfrei funktionieren. Dazu gehören mechanische Tests, elektrische Tests und die Überprüfung der Steuerungssysteme. Erst nach erfolgreichem Abschluss dieser Tests kann die Anlage offiziell in Betrieb genommen werden.
Herausforderungen und Risiken beim Bau einer Kleinwindkraftanlage
Technische Probleme und mögliche Fehlerquellen können durch sorgfältige Planung und Qualitätskontrollen minimiert werden. Regelmäßige Kontrollen während der Bauphase und die Verwendung hochwertiger Materialien helfen, Mängel zu vermeiden. Sicherheitsmaßnahmen müssen während des gesamten Bauprozesses eingehalten werden. Dazu gehören die Schulung des Personals im Umgang mit spezifischen Gefahren und die Umsetzung von Sicherheitsvorschriften zur Vermeidung von Unfällen. Finanzielle Risiken können durch sorgfältige Budgetplanung und Risikomanagementstrategien verringert werden. Dazu gehören die Berücksichtigung von Kostenpuffern und die Absicherung durch Versicherungen. TWE kann helfen, diese Risiken zu minimieren und umfassende Unterstützungsdienste anzubieten.
Wartung und Betrieb einer Kleinwindkraftanlage
Regelmäßige Service- und Wartungsarbeiten sind erforderlich, um die Leistung und Lebensdauer der Anlage zu maximieren. Diese umfassen die Inspektion und Prüfung des Fundaments und der Turmkonstruktion, der Rotorblätter, die Überprüfung der mechanischen und elektrischen Komponenten bis hin zu möglichen Updates der Steuerungssoftware. Eine gut gewartete Anlage kann über viele Jahre zuverlässig Energie liefern. TWE bietet einen umfassenden Wartungsservice an, der die regelmäßige Inspektion und Wartung der Anlage umfasst. So wird sichergestellt, dass die Anlage stets in optimalem Zustand ist und ihre maximale Leistung erbringt.
Die sorgfältige Planung der Kleinwindkraftanlage stets im Fokus
Eine sorgfältige Planung ist entscheidend, um die Effizienz und Wirtschaftlichkeit einer Kleinwindkraftanlage zu maximieren. Wichtige Elemente sind eine gründliche Standortanalyse, die Berücksichtigung der gesetzlichen Anforderungen und die sorgfältige Auswahl der Kleinwindanlage. Zukünftige Herausforderungen und Chancen in diesem Bereich liegen in der Weiterentwicklung der Technologie und der Verbesserung der Wirtschaftlichkeit. Kontinuierliche Innovation und Forschung im Bereich der Kleinwindkraftanlagen werden dazu beitragen, die Nutzung dieser nachhaltigen Energiequelle weiter zu fördern und ihre Vorteile einer breiten Anwendung zugänglich zu machen.
