Häusliche Windkraftanlagen: Vorsicht vor zu verlockenden Produktionsversprechen

Infografik über die Leistungsversprechen von Haushaltswindkraftanlagen und die tatsächliche Produktion in kWh

Heute findet man auf vielen allgemeinen Marktplätzen — Amazon, ManoMano, AliExpress, eBay oder anderen — kleine Windkraftanlagen, die mit 3000W, 4000W, 5000W, 6000W, 7000W, 8000W, 9000W, 10000W oder sogar 20000W beworben werden.

Einige Anzeigen heben auch Produktionen wie: „bis zu 10.000 kWh pro Jahr“ hervor.

Auf dem Papier können diese Zahlen beeindrucken. Aber bevor Sie eine kleine Windkraftanlage kaufen, müssen Sie eines verstehen: Die in Watt angegebene Leistung ist nicht die tatsächliche Produktion, die Sie zu Hause erhalten werden.

Eine Windkraftanlage produziert nicht kontinuierlich ihre Nennleistung. Ihre Produktion hängt vom tatsächlichen Wind, der Installationshöhe, den Turbulenzen, den Hindernissen, dem Durchmesser oder der vom Rotor überstrichenen Fläche, dem Generatortyp, dem Regler, dem Wechselrichter, den eventuellen Batterien und der Verkabelung ab.

Watt und kWh: zwei Begriffe, die man nicht verwechseln sollte

Eine Windkraftanlage, die mit 1000W, 3000W oder 10000W beworben wird, zeigt eine maximale oder Nennleistung an, die in der Regel unter bestimmten Windbedingungen erreicht wird.

Das kWh hingegen entspricht der tatsächlich über die Zeit produzierten Energie.

Ein einfaches Beispiel:
Eine Windkraftanlage von 1000W, die tatsächlich 1000W für 1 Stunde produziert, würde 1 kWh erzeugen. Aber in der Realität bleibt sie nicht den ganzen Tag bei 1000W. Sie kann wenig, viel oder gar nichts produzieren, je nach Wind.

Deshalb reicht eine Anzeige, die nur eine Leistung in Watt angibt, ohne Leistungskurve, ohne Nennwindgeschwindigkeit und ohne Testbedingungen, nicht aus, um eine jährliche Produktion abzuschätzen.

„Bis zu 10.000 kWh/Jahr“: Was bedeutet diese Zahl?

10.000 kWh pro Jahr sind ungefähr:

27,4 kWh pro Tag
1,14 kW durchschnittliche Leistung 24h/24, 365 Tage im Jahr

Um 10.000 kWh/Jahr zu erreichen, müsste man im Durchschnitt etwa 1.140 W kontinuierlich über das ganze Jahr produzieren.

Windkraftanlage mit 3.000 W angegeben: Es müsste 1.140 W im Durchschnitt produziert werden, das sind etwa 38 % der Nennleistung.
Windkraftanlage mit 5.000 W angegeben: Es müsste 1.140 W im Durchschnitt produziert werden, das sind etwa 23 % der Nennleistung.
Windkraftanlage mit 10.000 W angegeben: Es müsste 1.140 W im Durchschnitt produziert werden, das sind etwa 11 % der Nennleistung.
Windkraftanlage mit 20.000 W angegeben: Es müsste 1.140 W im Durchschnitt produziert werden, das sind etwa 6 % der Nennleistung.

Diese Berechnung beweist nicht, dass eine Anzeige falsch ist. Sie zeigt einfach, dass eine jährliche Zahl immer durch genaue Bedingungen gerechtfertigt werden muss: durchschnittliche Windgeschwindigkeit, Masthöhe, Leistungskurve, Durchmesser oder Fläche des Rotors, Systemwirkungsgrad und elektrische Verluste.

Ohne diese Informationen bleibt das Versprechen schwer zu überprüfen.

Infografik, die den Unterschied zwischen Leistung in Watt und jährlicher Produktion in kWh einer Haushaltswindkraftanlage erklärt

Die überstrichene Fläche: das Detail, das viele Anzeigen vergessen

Eine Windkraftanlage erzeugt keine Energie „wie durch Zauberei“. Sie gewinnt einen Teil der im Wind enthaltenen Energie zurück.

Die Produktion hängt insbesondere ab von:

der Windgeschwindigkeit;
der von den Rotorblättern überstrichenen Fläche;
dem aerodynamischen Wirkungsgrad;
den mechanischen und elektrischen Verlusten;
der Regelung und dem Wechselrichter.

Je kleiner der Rotor ist, desto weniger Wind fängt er ein. Eine kompakte vertikale Windturbine, selbst wenn sie mit hoher Leistung angegeben ist, sollte daher mit Vorsicht betrachtet werden, wenn ihre tatsächliche Fläche gering ist.

Bei horizontalen Windturbinen spricht man oft vom Rotordurchmesser. Bei vertikalen Windturbinen betrachtet man eher die von der Höhe und dem nützlichen Durchmesser des Rotors überstrichene Fläche. In beiden Fällen gilt: Je kleiner die Fläche, desto stärker muss der Wind sein, um eine hohe Produktion zu erzielen.

Vertikale Windturbine: nützlich, aber nicht wundersam

Vertikale Windturbinen haben echte Vorteile: dezenteres Design, möglicher Betrieb bei wechselnden Winden, manchmal einfachere Integration, oft sanftere Geräuschwahrnehmung je nach Modell.

Aber sie sind nicht automatisch produktiver. Bei vergleichbarer angegebener Leistung produziert eine vertikale Windturbine oft weniger als eine gut platzierte horizontale Windturbine auf einem freien Mast.

Das bedeutet nicht, dass eine vertikale Windturbine eine schlechte Wahl ist. Es bedeutet, dass sie für den richtigen Zweck gewählt werden sollte: Design, Diskretion, Energieergänzung, Batterieladung, spezieller Standort… und nicht nur aufgrund eines sehr hohen kWh/Jahr-Versprechens.

Infografik über die Bedeutung des durchschnittlichen Winds, der Leistungskurve und der Messbedingungen einer Windkraftanlage

Warum Marktplätze besondere Vorsicht erfordern

Große Marktplätze vereinen viele Drittanbieter. Das Problem ist also nicht der Name der Plattform, sondern die Qualität der in einigen Angeboten angezeigten Informationen.

Bevor Sie eine Haushaltswindturbine kaufen, überprüfen Sie immer:

Die Leistungskurve: Wie viel produziert die Windturbine bei 5 m/s, 8 m/s, 10 m/s usw.?
Die Nennwindgeschwindigkeit: Bei welcher Geschwindigkeit erreicht sie ihre angegebene Leistung?
Die Anlaufgeschwindigkeit: Ab welchem Wind beginnt sie tatsächlich zu produzieren?
Der Durchmesser oder die überstrichene Fläche: Ist die Größe des Rotors mit der angegebenen Leistung konsistent?
Die Arbeitsspannung: 12V, 24V oder 48V?
Der Ausgangstyp: dreiphasig AC, Gleichstrom, Batterieladung, Netzeinspeisung?
Der mitgelieferte Regler: Ist er gut für Windkraft vorgesehen?
Der Wechselrichter: Ist er windkraftkompatibel und nicht nur solar?
Die Schutzvorrichtungen: Bremsen, Entlastung, Dump-Load, Erdung, Trennung.
Die Garantiebedingungen: Dauer, abgedeckte Teile, identifizierbarer Verkäufer.

Ein seriöses Produktdatenblatt sollte es ermöglichen zu verstehen, wie die Windturbine genutzt wird: Batterieladung, 230V-Eigenverbrauch, isolierter Standort, Solarkomplement usw.

Achtung bei vereinfachten Anschlüssen

Eine Windturbine wird nicht wie ein Solarpanel angeschlossen.

Sie erzeugt eine Spannung und einen Strom, die je nach Wind variieren. Viele Windgeneratoren liefern dreiphasigen Wechselstrom mit 3 Leitungen, ohne +/- Polarität. Es ist dann ein Regler, ein Gleichrichter, ein Wechselrichter oder ein geeignetes Ladesystem erforderlich.

Eine Windturbine sollte nicht direkt angeschlossen werden an:

einen Solaren MPPT, der nicht für Windkraft vorgesehen ist;
eine Batterie ohne geeigneten Regler;
eine Energistation über einen MC4-Solareingang;
einen Wechselrichter, der nicht für einen Windgenerator vorgesehen ist.

Eine zuverlässige Windkraftanlage muss die Regelung, die Bremsung oder die Ableitung überschüssiger Energie sowie geeignete elektrische Schutzmaßnahmen vorsehen.

Infografik zur Auswahl einer Haushaltswindkraftanlage je nach Nutzung, Spannung, Anschluss und verfügbarem Wind

Der tatsächliche Wind ist wichtiger als die angegebene Leistung

Der beste Weg, um keinen Fehler zu machen, ist, den Wind an Ihrem Standort korrekt zu messen oder zu schätzen.

Eine zu niedrig platzierte Windturbine, hinter einem Haus, in der Nähe von Bäumen, an einem Giebel, der Turbulenzen ausgesetzt ist, oder in einem windarmen Gebiet wird wenig produzieren, selbst wenn das Datenblatt mehrere Kilowatt angibt.

Umgekehrt kann eine Windturbine mit vernünftigerer Leistung, die in einem offenen Bereich auf einem geeigneten Mast installiert ist, bessere Ergebnisse liefern als eine sehr leistungsstarke Maschine, die schlecht platziert ist.

Vor einem größeren Kauf wird empfohlen, zu überprüfen:

die Windexposition;
das Vorhandensein von Hindernissen;
die mögliche Masthöhe;
die vorherrschenden Winde;
die lokalen Bauvorschriften;
den Nutzen einer solaren Ergänzung.

Sie können unseren Simulator für eine erste Schätzung verwenden:
https://www.comptoireolien.fr/simulateur-eolien-production-rentabilite.html

Für ein Wind- + Solarprojekt:
https://www.comptoireolien.fr/simulateur-hybride-eolien-solaire.html

Regulierung: die Platzierung nicht vergessen

Die Installation einer kleinen Windkraftanlage muss auch die lokalen Vorschriften berücksichtigen.

Im Allgemeinen ist unter 12 Metern Gesamthöhe keine Baugenehmigung erforderlich, aber es ist wichtig, den Bebauungsplan, die Bauvorschriften, die Schutzgebiete, die Nachbarschaftsauflagen und die eventuellen lokalen Vorschriften im Rathaus zu überprüfen.

Um mehr zu erfahren:
https://www.comptoireolien.fr/demarches-administratives-pour-linstallation-dune-eolienne.html

Infografik über die Vorschriften und die Platzierung einer Haushaltswindkraftanlage vor dem Kauf

Unser Rat vor dem Kauf

Wählen Sie eine Windkraftanlage nicht nur, weil sie „5000W“, „10000W“ oder „bis zu 10.000 kWh/Jahr“ anzeigt.

Wählen Sie sie basierend auf:

Ihrem tatsächlichen Gebrauch;
der Spannung Ihrer Installation;
Ihrem durchschnittlichen Wind;
der Art des Anschlusses;
der verfügbaren Höhe;
der Zuverlässigkeit des Datenblatts;
der Übereinstimmung zwischen der Rotorgröße und der angegebenen Leistung.

Bei Le Comptoir Éolien ziehen wir es vor, die Grenzen klar zu benennen: Eine kleine Windkraftanlage kann eine ausgezeichnete Lösung als Ergänzung zu einer Solaranlage oder für einen abgelegenen Standort sein, muss jedoch methodisch ausgewählt werden.

In einem kommenden Artikel werden wir Produktionsergebnisse von bestimmten Modellen der professionellen Reihe teilen. Dies wird es ermöglichen, die angegebenen Leistungen, die tatsächlichen Windbedingungen und die erzielten Produktionen konkreter zu vergleichen.

Zu beachten: Eine gut gewählte kleine Windkraftanlage kann nützlich produzieren. Ein zu schönes Versprechen, ohne Leistungskurve oder Messbedingungen, sollte immer vor dem Kauf überprüft werden.

Empfohlene interne Links im Artikel einzufügen

Windkraftsimulator: https://www.comptoireolien.fr/simulateur-eolien-production-rentabilite.html
Hybrid-Simulator Wind + Solar: https://www.comptoireolien.fr/simulateur-hybride-eolien-solaire.html
Windkraftinformationen: https://www.comptoireolien.fr/infos-eoliennes.html
Horizontale Windkraftanlagen: https://www.comptoireolien.fr/eoliennes-horizontales.html
Vertikale Windkraftanlagen: https://www.comptoireolien.fr/eoliennes-verticales.html
Verwaltungsverfahren: https://www.comptoireolien.fr/demarches-administratives-pour-linstallation-dune-eolienne.html
Messwerkzeuge: https://www.comptoireolien.fr/outils-de-mesure.html

Häufig gestellte Fragen

Produziert eine Windkraftanlage, sobald sie sich dreht?

Nicht unbedingt. Eine Windkraftanlage kann sich bei wenig Wind drehen, aber sehr wenig nutzbaren Strom erzeugen. Die Produktion hängt hauptsächlich von der tatsächlichen Windgeschwindigkeit, der Höhe des Mastes, den Turbulenzen, den Hindernissen, der Verkabelung, dem Regler, dem Wechselrichter und den eventuellen Batterien ab.

Produziert eine Windkraftanlage ihre Nennleistung kontinuierlich?

Nein. Eine Windkraftanlage, die mit 1000W, 3000W oder 10000W angegeben ist, produziert diese Leistung nicht ständig. Die angegebene Leistung entspricht in der Regel einer maximalen oder nominalen Leistung, die unter bestimmten Windbedingungen erreicht wird. Die tatsächliche Produktion variiert stark je nach Standort und Installationsbedingungen.

Was bedeutet eine Ankündigung einer Windkraftanlage mit bis zu 10.000 kWh pro Jahr?

Eine angekündigte Produktion von bis zu 10.000 kWh pro Jahr sollte immer mit Vorsicht überprüft werden. Diese Zahl hängt vom durchschnittlichen Wind, der vom Rotor überstrichenen Fläche, der Höhe des Mastes, der Leistungskurve, dem Systemwirkungsgrad und den elektrischen Verlusten ab. Ohne diese Informationen ist es schwierig, die tatsächliche Produktion zu bewerten.

Was ist die richtige Windgeschwindigkeit für eine Haushaltswindkraftanlage?

Ein durchschnittlicher Wind von etwa 18 bis 25 km/h beginnt für eine kleine oder mittlere Windkraftanlage interessant zu werden. Über 25 km/h kann eine leistungsstärkere Windkraftanlage in Betracht gezogen werden, wenn das Gelände frei ist, der Mast geeignet und die Installation korrekt dimensioniert ist.

Sollte man den Wind messen, bevor man eine Windturbine kauft?

Ja, das wird dringend empfohlen. Ein Anemometer ermöglicht es, die tatsächliche Windgeschwindigkeit vor Ort zu messen, zu überprüfen, ob der Wind regelmäßig ist, und zu vermeiden, eine zu starke, zu schwache oder ungeeignete Windturbine auszuwählen.

Kann man eine Windturbine auf einem Dach oder Giebel installieren?

Das ist manchmal möglich, aber oft nicht ratsam. Dächer, Wände und Giebel erzeugen Turbulenzen, können Vibrationen übertragen und stellen erhebliche mechanische Anforderungen an die Befestigungen. Ein unabhängiger Mast in einer offenen Zone ist in der Regel vorzuziehen, vorbehaltlich der Geländebedingungen und lokalen Vorschriften.

Ist eine vertikale Windturbine immer leistungsfähiger als eine horizontale Windturbine?

Nein. Eine vertikale Windturbine kann aufgrund ihres Designs, ihrer Unauffälligkeit oder für bestimmte Standorte mit wechselnden Winden interessant sein, aber sie ist nicht automatisch produktiver. Bei vergleichbarer Nennleistung ist eine gut platzierte horizontale Windturbine in einer offenen Zone oft leistungsfähiger.

Kann eine Windturbine Solarmodule ergänzen?

Ja, Windkraft kann Solarenergie ergänzen, insbesondere wenn der Wind nachts, im Winter oder bei bedecktem Wetter weht. Es muss jedoch ein für Windkraft geeigneter Regler oder Wechselrichter verwendet werden, und die Spannung des Systems muss eingehalten werden: 12V, 24V oder 48V.

Kann man eine Windturbine direkt an einen MPPT-Solarregler anschließen?

Nein, das wird in der Regel nicht empfohlen. Eine Windturbine erzeugt eine variable Spannung und Stromstärke je nach Wind und benötigt einen geeigneten Windregler mit Brems- oder Entlastungsmanagement. Ein klassischer MPPT-Solarregler ist nicht dafür ausgelegt, direkt einen Windgenerator zu steuern.

Was sollte man überprüfen, bevor man eine Haushaltswindturbine kauft?

Vor dem Kauf sollte man die Leistungskurve, die Nennwindgeschwindigkeit, die Anlaufgeschwindigkeit, den Durchmesser oder die überstrichene Fläche, die Arbeitsspannung, den Regulatortyp, den kompatiblen Wechselrichter, die elektrischen Schutzvorrichtungen und die Installationsbedingungen überprüfen.