Ein Windrad in Eigenregie bauen. Dazu noch weitgehend aus Material, das andere achtlos wegwerfen: Das ist die Idee von ERNI e. V. Das Kürzel steht für ERNeuerbare Ideen. Die jungen Menschen bieten Windrad-Workshops an. Im Kollektiv arbeiten Männer und Frauen aus dem Raum Kassel, Leipzig und Berlin. Sie kommen aus dem Handwerk und Maschinenbau, der Elektrotechnik, dem umwelttechnischen Bauwesen, den regenerativen Energien sowie dem Umwelt- und Ressourcenmanagement.

Ihr Wissen über den Windradbau haben die ERNIs im Studium, der Ausbildung und per Autodidaktik erworben. Sie haben sich das Ziel gesteckt, Kleinstwindkraftanlagen selbst zu bauen und das Wissen zu bündeln und weiterzugeben. Letztlich geht es um’s Re- und Upcycling – und natürlich darum, sich energetisch unabhängig zu machen. Erni ist zudem Mitglied des Wind Empowerment Netzwerkes. Dieses vernetzt weltweit Vereine, Unternehmen und Forschungsinstitute die sich mit dem Selbstbau von Kleinstwindkraftanlagen beschäftigen. So wird ein internationaler Austausch von Erfahrungen und Wissen möglich.

In ihren etwa fünftägigen Workshops, die sie oftmals an Universitäten oder auf Bauwagenplätzen geben, geht es um den Bau eines Minigrid-Stromversorgungs-Systems mit einer Kleinwindkraftanlage. Bis zu 30 Teilnehmer bauen mit – Vorkenntnisse sind nicht nötig.

Der Workshop beinhaltet die komplette Fertigung eines voll funktionsfähigen Minigrid-Stromversorgungssystems, das besteht aus: einer Windkraftanlage mit einer Nennleistung von rund 400 Watt, zwei Metern Rotordurchmesser, einem zehn Meter hohen Mast inklusive Verankerungstechnik, dem elektrischen Schaltschrank mit Ladetechnik, Leistungsanzeigen, Sicherungen, Gleichrichtertechnik und der Integration eines elektrischen Speichers.

Viele Materialien sammeln die Macher vor dem Workshop auf Schrottplätzen, etwa Stahlrohr für den Turm, Holz für die Flügel oder alte Radlager für den Generator. Lediglich Kupferlackdraht, Kunstharz und Magnete werden gekauft. Aus diesen Teilen wird der Generator gefertigt.

Da werden Flügel aus Holz gehobelt, gefeilt und geschmirgelt. Da werden Magnete in Kunstharz gegossen. Da werden Masten aus Stahlrohr zusammengeschweißt. Und ganz zum Schluss wird das Windrad gemeinsam aufgerichtet und in den Testbetrieb genommen. Und dann wird gefeiert und viel gelacht, wobei das zum Gesamtkonzept gehört.

Alle hierfür notwendigen Baumaterialien sind weltweit verfügbar, sodass diese Turbine überall auf der Erde nachgebaut werden kann. Die Anlage kann anschließend für Laborversuche, Feldtests, Abschlussarbeiten oder zur Versorgung elektrischer Verbraucher im Inselbetrieb verwendet werden. Rund 20 Windkraftanlagen sind so bereits entstanden. Die praktische Lehrveranstaltung wird mit thematisch entsprechenden Theorieeinheiten begleitet.

Welche Fehler werden oft gemacht?

Im Dialog mit Interessenten und Betreibern von Kleinwindkraftanlagen stellt Patrick Jüttemann vom Portal Kleinwindanlagen.com häufig vorkommende Fehler fest. Ihm ist klar: Diese Fehler sollte man unbedingt vermeiden, da sonst die Investition in eine kleine Windkraftanlage bereut werden könnte.

Kleinwindanlagen kommen bei den meisten Leuten gut an. Zwei Personengruppen legen dagegen öfters eine kritische Haltung an den Tag, da sie direkt von der Anlage betroffen sind:

• Nachbarn, weil sie vom Windrad ausgehende Beeinträchtigungen wie etwa Geräusche befürchten.
• Bauamtsmitarbeiter, weil sie die Installation der Anlage auf Basis der Rechtslage rechtfertigen müssen.

Hilfreich ist es, wenn man umfangreich und frühzeitig Informationen zur Kleinwindkraftanlage bereitstellt. Die meisten Personen in der Nachbarschaft und in den Ämtern hatten wahrscheinlich noch keine Berührungspunkte mit einer Kleinwindanlage. Oft herrschen falsche Vorstellungen und unbegründete Ängste. Diese falschen Annahmen sollte man proaktiv ausräumen, indem man frühzeitig grundlegende Infos zur geplanten Windturbine bereitstellt. Dazu gehören Fotos, technische Zeichnungen und Schallgutachten. Vor allem muss man die kleinen Dimensionen einer Windanlage für den Hausgebrauch klarmachen.

Windverhältnisse überschätzen

Oft ist der Wunsch der Vater des Gedankens, wenn man pauschal von starkem Wind auf seinem Grundstück ausgeht. Für ein kleines Windrad sind nur solche Standorte geeignet, die in Hauptwindrichtung frei liegen. Den Wind blockierende Bäume oder Gebäude führen dazu, dass die Energieerträge der Kleinwindenergieanlage erheblich reduziert werden.

Mit einer Windmessung schafft man Klarheit. Ein Windmessgerät kostet oft nur einen Bruchteil einer Kleinwindanlage. Wer erst nach dem Kauf einer Kleinwindanlage eine windschwache Lage in Erfahrung bringt, wird sich ärgern.

Zu niedriger Mast

Kleinwindkraftanlagen werden in der Nähe des mit Energie zu versorgenden Gebäudes aufgestellt. In diesem Radius sucht man sich die windstärkste Stelle aus. Sollten die Windbedingungen immer noch zu schwach sein, bleibt nur ein höherer Mast. Ein höherer Mast verursacht zwar zusätzliche Kosten, kann sich aber aufgrund der durch stärkeren Wind höheren Stromproduktion rentieren.

In einigen Bundesländern benötigt man für Kleinwindanlagen bis zehn Meter Höhe keine Baugenehmigung. Diese Genehmigungsfreiheit nutzt nichts, wenn in zehn Metern Höhe nicht genug Wind vorhanden ist. Dann sollte man besser überlegen, ob ein höherer Mast von beispielsweise 20 Metern in Kombination mit einer Baugenehmigung nicht die bessere Lösung ist.

Welches Design wählen?

Einige auf dem Markt angebotene Kleinwindkraftanlagen fallen besonders auf, da sie sich visuell stark von herkömmlichen Windkraftanlagen unterscheiden. Das außergewöhnliche und oft futuristische Design kann verlockend wirken. Doch man darf nicht vergessen, dass man ein Kraftwerk kauft. Die Jahresstromproduktion des Windgenerators muss in einer vernünftigen Relation zum Preis der Anlage stehen. Die herkömmlichen Windkraftanlagen mit horizontaler Rotorachse sind in dieser Hinsicht nach wie vor das technische und wirtschaftliche Nonplusultra.

Hersteller genau prüfen

Wer viele Jahre Spaß mit einer Kleinwindenergieanlage haben will, der muss sich im Vorfeld genau mit der Auswahl einer Anlage befassen. Unter den Windkraftanlagen-Herstellern im kleinen Leistungsbereich gibt es noch zu viele Firmen, deren Anlagen nicht empfehlenswert sind. Bei hohen Windstärken ist die Belastung eines Windgenerators sehr hoch. Pro Fläche viel höher als bei Solaranlagen. Ein dauerhafter Betrieb über zehn Jahre wird nur auf Grundlage hochwertiger Technik möglich sein. Eine Beschreibung von empfehlenswerten Anlagen findet man im Kleinwind-Marktreport.

Montage auf dem Dach

Analog zur Solaranlage wünschen sich viele Kleinwind-Interessenten eine kleine Windturbine auf dem Dach. Das Problem: Gebäudekörper sorgen für eine Verwirbelung des Windes. Diese Windturbulenzen können vom Rotor nicht effizient in Energie umgewandelt werden. Problematisch sind dabei auch die kurzen Masten, die bei Dachmontagen oft verwendet werden. Der Rotor befindet sich dann im Bereich der Windverwirbelungen. Wichtige Einflussfaktoren für das Windpotenzial sind Höhe und Form des Daches sowie die Lage zur Hauptwindrichtung.

Skepsis muss man gegenüber Anbietern zeigen, die ihre Mikrowindanlagen primär für Dächer privater Wohnhäuser anbieten. Man kann sich kaum einen schlechteren Standort vorstellen: mitten im windschwachen Wohngebiet in geringer Distanz zum Dach. Wie soll dort stetiger und kräftiger Wind hingelangen? Eine Windanlage auf einem Dach kann Körperschallübertragungen verursachen. Das ist kaum akzeptabel für bewohnte Gebäude. Standard ist die ebenerdige Montage auf einem Mast in der Nähe des Hauses.

Preis pro Kilowatt als Auswahlkriterium

Bei Photovoltaik-Anlagen ist die Auswahl auf Basis der Anlagenleistung sinnvoll: Pro Kilowatt Leistung kann je nach Breitengrad beziehungsweise Sonnenscheindauer ein entsprechender Jahresertrag erwartet werden. Bei Kleinwindanlagen können Anlagen mit gleicher Leistung sehr unterschiedliche Jahresstromerträge erwirtschaften. Entscheidend ist nicht die Leistung, sondern die Rotorfläche eines Windgenerators.

In drei Schritten zur Anlagenwahl

• Mittlere Jahres-Windgeschwindigkeit des Aufstellungsorts ermitteln.
• Gewünschte Jahresstromproduktion der Windanlage bestimmen.
• Hersteller ermitteln, die beim gegebenen Wind den gewünschten Jahresstromertrag erzeugen.

Der Text ist ein Auszug aus: „Windkraft neu gedacht. Erstaunliche Beispiele für die Nutzung einer unerschöpflichen Ressource“ von Daniel Hautmann. Hanser-Verlag, 2020. 39,99 Euro.