Kleinwindkraftanlagen gelten als Ergänzung zur Photovoltaik, weil Wind auch im Winter und nachts Strom liefern kann. Viele Projekte starten mit dieser Erwartung, und dennoch bleibt der reale Ertrag oft niedrig. Ursache sind meist Physik und Strömung am Standort, nicht Vorschriften oder Papierwerte (ingenieur: 09.02.26).
Kleinwindkraftanlagen – Nennleistung klingt gut, aber der Kapazitätsfaktor entscheidet
Ein 5-kW-Typenschild wirkt wie eine 5-kW-PV-Anlage, doch die Logik passt nicht. Photovoltaik arbeitet mit relativ stabilen Einstrahlungsstatistiken, während Wind lokal stark schwankt. Außerdem wächst die Windleistung mit der dritten Potenz der Windgeschwindigkeit.
Ein Standort mit 5 m/s mittlerem Wind liefert mehr als das Vierfache eines Standorts mit 3 m/s, deshalb kippt die Jahresarbeit schnell. In der Praxis zählt der Kapazitätsfaktor, also reale Energie im Verhältnis zur theoretischen Volllast und der liegt bei Kleinwind oft nur bei 5 bis 15 Prozent. Bei 5 kW Nennleistung und rund 4 m/s mittlerem Wind liegen typische Betriebsleistungen häufig nur bei 400 bis 800 Watt. Im deutschen Binnenland resultieren daraus oft etwa 1.500 bis 3.000 kWh pro Jahr. Kleinwindkraftanlagen erreichen diese Werte allerdings nur bei passendem Standort.
Turbulenzen sind der Ertragskiller im Wohngebiet
Der limitierende Faktor ist selten der Rotor, sondern der Zustand der Anströmung. In Wohngebieten entstehen durch Häuser, Bäume, Hecken und Kanten stark verwirbelte Strömungen. Turbulence Intensities von 20 bis 40 Prozent sind dort realistisch, während gute Freifeldlagen oft unter 10 Prozent liegen.
Hohe Turbulenz senkt den Leistungsbeiwert, erhöht Lastwechsel und treibt den Verschleiß, außerdem entstehen schneller Lärmkonflikte. Dadurch regeln Anlagen häufiger ab, und der Ertrag bricht ein. Für Kleinwindkraftanlagen ist Turbulenz deshalb kein Nebenthema, sondern das zentrale Risiko.
Montageort – Dach ist typisch, Mast ist meist besser
Viele Anlagen landen auf dem Dach, weil das baulich naheliegt und weil ein freistehender Mast oft schwieriger wirkt. Trotzdem ist Dachmontage aerodynamisch häufig ungünstig, weil Dachkanten und Aufbauten Verwirbelungen erzeugen und Körperschall ins Gebäude wandern kann. Dachmontage kann funktionieren, wenn die Anlage deutlich über dem First steht und die Hauptwindrichtung frei bleibt, aber das ist nicht der Normalfall.
Aus ingenieurtechnischer Sicht liefern freistehende Masten mit Abstand zu Hindernissen oft bessere Ergebnisse. Der entscheidende Hebel bleibt dabei die Nabenhöhe, denn schon kleine Höhengewinne bringen messbar mehr Wind. 10 m Höhe mit rund 3,5 m/s gegenüber 20 m Höhe mit rund 4,5 m/s kann energetisch fast eine Verdopplung bedeuten.
Ohne Windfeldmessung bleibt die Planung Spekulation
Windatlanten und Online-Rechner liefern nur grobe Orientierung, weil sie Mittelwerte in Höhen nutzen, die eher für Großwind relevant sind. Am realen Standort verändern Hindernisse das Windfeld stark, und der Ertrag kann schnell um den Faktor zwei schwanken. Seriöse Leitfäden empfehlen deshalb Windfeldmessungen über sechs bis zwölf Monate in späterer Nabenhöhe, inklusive Böen und Turbulenzen.
Erst dann lässt sich abschätzen, ob der Standort überhaupt in einer sinnvollen Klasse liegt, denn die IEC 61400-2 setzt mit Klasse IV bei 6,0 m/s bereits eine Unterkante, die viele Binnenlandlagen unterschreiten. Wirtschaftlich bleibt Kleinwind deshalb oft eng, weil bei 30.000 Euro Investition und 2.000 kWh Jahresertrag die Stromgestehungskosten grob bei 0,75 Euro pro kWh liegen. Sinnvoll wird Kleinwind eher im Außenbereich oder im Hybrid mit PV, Speicher und Lastmanagement, weil Wind dann zeitlich ergänzen kann.
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