Windenergie zu Hause nutzen: Was die vertikale Windkraftanlage kann
Windenergie liegt im Trend. Die Industrie vertraut zunehmend auf die Erneuerbare Energie. Auch im Privaten kann sie gesetzt werden. Was versprechen vertikale Windkraftanlagen?
Berlin – Der Wunsch nach autonomer Energieversorgung ist groß in Deutschland. In der Energiekrise sucht nicht nur die Industrie nach Alternativen zu klassischen Energiequellen. Auch Hausbesitzer wollen sich zunehmend unabhängiger von Versorgungsrisiken bei Strom und Gas machen. Und natürlich ist es auch das Bestreben, die hohen Energiekosten zu drücken.
In diesem Fall kommen Erneuerbare Energien ins Spiel. Um genau zu sein: die Windenergie. Verbraucher können für ihr ambitioniertes Vorhaben auf sogenannten vertikale Windkraftanlagen setzen. Doch welche Versprechen bringen diese eigentlich mit sich?
Windenergie auch für zu Hause: Lohnen sich Vertikale Windturbinen (VWAT) für Verbraucher?
Im Fachjargon heißen sie Vertikale Windturbinen (VWAT). Neben den privaten Solaranlagen gelten sie als Star am Himmel der individuellen Lösungen zu einer weitgehend autonomen Energieversorgung. Das Landwirtschafts-Nachrichtenportal agrarheute.com empfiehlt sogar, diese vertikalen Windturbinen als Ergänzung zu einer privaten Fotovoltaik-Anlage auf dem Dach zu nutzen. Vor allem, wenn die Sonne nicht scheint, wie es im Winter oft der Fall ist.
Welche Möglichkeiten der Einsatz einer vertikalen Windturbine überhaupt bietet, darüber müssen sich Hausbesitzer vor dem Kauf klar werden. Und welche Voraussetzungen sind hierfür eigentlich nötig? Grundsätzlich müssen sich Verbraucher natürlich über ihren eigenen Strombedarf im Klaren sein. Aber auch über die Leistungsdaten der potenziell einsetzbaren Windkraftanlagen.
Viele Angebote für Vertikale Windturbinen online verfügbar – doch Anzahl der Anbieter in Deutschland noch überschaubar
Was Verbraucher auch berücksichtigen sollten: Die Leistungsfähigkeit kleinerer, vertikaler Windkraftanlagen wird in der Regel überschätzt, berichtet agrarheute.com. Und: Obwohl Onlineportale bereits voll mit Angeboten für vertikale Windturbinen sind, ist die Zahl der Anbieter in Deutschland noch überschaubar. Gemeint sind hiermit Anbieter, die neben einer leistungsfähigen Turbine auch noch Aufbau und Service anbieten und obendrein schon länger Erfahrung mit den VWATs haben.
Laut einer Studie zur Nutzung vertikaler Kleinwindkraftanlagen in Bayern, liegt der Jahresstromverbrauch eines typischen deutschen Einfamilienhauses bei etwa 3.500 Kilowatt in der Stunde (kWh). Unter der Voraussetzung, dass eine Windkraftanlage über das gesamte Jahr durchgehend Strom erzeugt, würde das einer benötigten Leistung dieser Anlage von etwa vier Kilowatt (kW) entsprechen. Darauf verweist unter anderem die auf vertikale Windkraftanlagen spezialisierte Firma Luvside aus Deutschland.
Vertikale Windturbinen für zu Hause: Unbedingt Rotorgröße und Windgeschwindigkeit beachten
Verschiedene Hersteller von vertikalen Windkraftanlagen weisen darauf hin, dass eine Reihe von Faktoren Einfluss auf die Konzeption und Leistungsfähigkeit der Anlagen haben. Hierzu würden unter anderem die Rotorgröße und die Windgeschwindigkeit zählen. Von ihnen ist der Leistungsertrag einer Windkraftanlage direkt abhängig.
Es wird empfohlen, zur eigenen Standorteinschätzung präzise Windmessungen durchzuführen. Für die grobe Konzeption einer Anlage legen Hersteller eine durchschnittliche Windgeschwindigkeit von vier Metern pro Sekunde (m/s) zugrunde. Das entspricht in Deutschland einem Gebiet mit mäßigem bis mittelstarken Wind und dient zu einer groben Orientierung.
Privathaushalt in Deutschland kann mit marktüblichen Kleinwindkraftanlagen nicht komplett autark versorgt werden
Auf Basis der vier m/s und der gewünschten Leistung von vier kW, ergibt sich, dass eine Windkraftanlage, die diesen Bedarf komplett decken will, eine Windfläche von ganzen 172 qm abdecken muss. Das wurde von Luvside ausgerechnet. Bei horizontalen Windkraftanlagen würde das einen Rotordurchmesser von 14,7 Metern bedeuten. Bei vertikalen Anlagen nach Savonius- oder Darrieus-Prinzip ergibt sich bei einer Rotorhöhe von vier Metern ein erforderlicher Durchmesser von 43 Meter, so Luvside.
Worin liegt der zwischen dem Savonius- und dem Darrieus-Prinzip?
Der Savonius-Rotor ist ein Vertikalachskonverter und wurde gegen Ende des 19. Jahrhunderts von dem Finnen Sigurd Savonius erfunden. Dieser Rotor arbeitet nach dem aerodynamischen Widerstandsprinzip. Der Wind findet in der Schaufelöffnung einen höheren Widerstand als in der Schaufelrückseite. So ergibt sich ein Drehmoment, das beide Schaufeln abwechselnd in die Windrichtung bringt. Diese Rotoren laufen schon bei geringen Windstärken an.
Der um 1930 erfundene Darrieus-Rotor und seine modernen Varianten funktionieren nach dem Prinzip einer Flugzeugtragfläche: Der Querschnitt der oft eher schmalen Rotoren sorgt dafür, dass die Luftströmung an der Vorderseite einen Sog erzeugt, auf der Rückseite anschiebend wirkt. Weil sich das Rotorblatt um die senkrechte Achse des Windrads dreht, verändert sie ihren Winkel und kann daher von Wind aus allen Richtungen in Bewegung versetzt werden.
Da ihr Wirkungsgrad begrenzt ist, werden Savonius-Rotoren vorwiegend als Anlaufhilfe für Darrieus-Rotoren sowie für Entlüftungszwecke bei Fabrikhallen, Autos und Schiffen verwendet.
Wer sich solch eine Windkraftanlage für sein Haus vorstellt, dem sollte eines schnell klar werden: Es ist nicht möglich, einen durchschnittlichen Haushalt in Deutschland in durchschnittlichen Windverhältnissen mit marktüblichen Kleinwindkraftanlagen komplett autark zu versorgen.
Weder horizontale noch vertikale Windturbinen garantieren autarke Energieversorgung – aber können dabei helfen
Fakt ist also: Windturbinen machen Verbraucher in ihrer Energieversorgung nicht autark. Sie können aber dabei helfen. Die genannten Daten sind auf jeden Fall wichtig, wenn man eine private Windkraftanlage für sein Haus anschaffen möchte. Durch sie wird nämlich Folgendes klar:
- Wenn Verbraucher eine wirkliche Entlastung bei der Stromversorgung anstreben, dann kommen die am Markt dominierenden kleinen Modelle für sie eigentlich nicht infrage. Der Grund hierfür: die Leistung hängt eben auch von der Größe beziehungsweise der Leistungsfähigkeit der Anlage ab.
- Auch die Standortwahl ist für die mögliche Leistung von großer Bedeutung. Die wichtigste äußere Einflussgröße für die Leistung einer Windkraftanlage ist dabei – egal, ob vertikal oder horizontal – die Windgeschwindigkeit, die auch schon mal für Probleme sorgen kann. Durch umstehende Gebäude, Bäume und andere Hindernisse wird die Windgeschwindigkeit und die Position der Anlage massiv beeinflusst. Experten empfehlen deshalb unbedingt eine Windmessung.
Verbraucher können auf Vertikale Windturbinen in Kombination mit Solaranlagen setzen
Alle Interessenten sollten vor dem Kauf einer vertikalen Windkraftanlage also unbedingt alle oben genannten Daten prüfen, um Enttäuschungen zu vermeiden. Ernüchternd wird wohl auch die folgende Einschätzung von Experten daherkommen: Mit einer privaten Windturbine wird man kein gesamtes Einfamilienhaus versorgen können.
Doch würde das in Kombination mit der bereits erwähnten Solaranlage schon wieder anders aussehen. Oder aber ein Haus wird zumindest teil versorgt. In windstarken Gebieten könnte möglicherweise auch ein Elektroauto aufgeladen werden. Es bleibt also spannend im vermeintlichen „Jahr des Aufbruchs“ für Windenergie.