Die Nutzung von Windenergie auf dem Dach ist besonders für abgelegene Standorte sinnvoll. Doch auch in der Stadt können Windkraftanlagen auf Gebäuden einen Beitrag zur Energiewende leisten. Hier und da drehen sie sich schon auf Häuserdächern: vertikale Kleinwindkraftanlagen in der Stadt.
Unterschied: Vertikale Kleinwindkraftanlagen und horizontale Kleinwindkraftanlagen
Beim dem Schlagwort Windkraft fallen einem sofort die riesigen Windkraftanlagen ein, wie sie bereits in vielen Gegenden in Deutschland anzutreffen sind. Bei ihnen handelt es sich um horizontale Windkraftanlagen. Hierbei handelt es sich um die Ausrichtung der Achse mit den Rotorblättern. Die üblichen Windkraftanlagen auf den hohen Türmen mit den drei Rotorblättern richten sich mit ihrer Achse immer nach der Windrichtung aus. Im Gegensatz werden vertikale Windkraftanlagen nicht in den Wind gedreht – sie können von allen Seiten angeströmt werden.
Warum gibt es den Trend zu großen Windkraftanlagen?
Gemessen an der Gesamtenergieproduktion in Deutschland wächst der Anteil an Windenergie in den letzten Jahren stetig. Bereits im ersten Halbjahr 2025 mehr Strom aus Windkraft (27,7%) erzeugt als aus Kohle (22,7%). Durch die unterschiedlichen Windbedingungen sind in Deutschland besonders die See- und Küstengebiete, Tiefebenen und die Gebirge für die Produktion von Windenergie geeignet. Dabei nimmt mit zunehmender Höhe auch die Windgeschwindigkeit zu – deswegen wird oft versucht, die Türme der Windkraftanlagen immer höher zu bauen.
Vorteile einer vertikalen Kleinwindkraftanlagen auf dem Dach
Vertikale Kleinwindkraftanlagen spielen ihre Vorteile bei ganz anderen Windbedingungen aus. Sie können gut mit wechselnden Windgeschwindigkeiten aus unterschiedlichen Richtungen umgehen. Speziell für die Nutzung von Windenergie auf dem Dach werden an die Windkraftanlagen ganz andere Anforderungen gestellt, als bei den großen Windkraftanlagen in der Landschaft.
Aerodynamische Vorteile von Luftströmungen in der Stadt
Trifft Wind frontal auf ein Gebäude, so wird er zunächst abgebremst und umfließt das Hindernis. Dabei bilden sich energiereiche Strömungen und Verwirbelungen an den Dachkanten. Diese können genutzt werden, um mit einer vertikalen Kleinwindkraftanlagen auf dem Dach Strom zu produzieren.
Da die typischen Rotoren mit drei Flügeln bei schnell wechselnden Windrichtungen nur schlecht funktionieren, kommen andere Formen zum Einsatz.
Kleinere Masten für Windkraftanlagen auf Häuserdächern
Da auch bei kleinen Windkraftanlagen gilt die Grundformel: mehr Wind = mehr Stromerzeugung. Ein kleiner Mast auf dem Dach kann manchmal einfacher zu realisieren sein, als ein großer Mast auf einer Freifläche. Sofern die Kombination aus Mast und Windkraftanlage für das kein Problem ist, können hier Kosten gespart werden.
Rotoren mit vertikaler Achse (VAWT)
Rotoren mit vertikaler Achse laufen auch bei veränderlichen Windbedingungen relativ gleichmäßig.
Zum Einsatz kommen überwiegend Savonius- und Darrieus-Rotoren. Savonius-Rotoren finden bereits seit Jahren Anwendung als Belüftungsanlagen auf Schiffs- und Häuserdächern. Durch die gleiche Technik lässt sich mit ihnen auch Strom produzieren. Für die Energieproduktion in Deutschland spielen diese Kleinwindkraftanlagen jedoch noch keine Bedeutung.
Inselsysteme setzen schon lange auf Kleinwindkraftanlagen
Anders sieht es bei sogenannten Inselsystemen aus. Wenn es keine Verbindung zum allgemeinen Stromnetz gibt, muss der Strom selbst hergestellt werden. Bei vielen Segelbooten ist beispielsweise eine Kleinwindkraftanlage am Mast installiert, um Strom für Beleuchtung und für Funk- und Navigationsgeräte zu produzieren. Aber auch bei Gehöften abseits der Dörfer auf dem Land oder bei kleinen Hütten in den Bergen kann damit die Stromversorgung sichergestellt werden.
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