Darrieus-Rotoren auf einem Haus

Kleinwindkraftanlagen – urbane Windenergie auf dem Vormarsch

Hier und da drehen sie sich schon auf Häuserdächern: Kleinwindkraftanalgen in der Stadt.

Warum gibt es den Trend zu großen Windkraftanlagen?

Beim dem Schlagwort Windkraft fallen einem sofort die riesigen Windmühlen ein, wie sie bereits in vielen Gegenden in Deutschland anzutreffen sind. Gemessen an der Gesamtenergieproduktion in Deutschland wurde bereits letztes Jahr mehr Strom aus erneuerbaren Energien (22,1%) erzeugt als aus Kernenergie(16,1%) oder Steinkohle (19,1%). Allein aus Windkraft stammen 8,1% des deutschen Energiemixes [0]. 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. Das ist der Grund, warum bei den Windkraftanlagen Größenwahn herrscht. Mit 180 Metern Gesamthöhe steht bei Brunsbüttel an der Nordseeküste die größte Windkraftanlage der Welt.

Aerodynamische Vorteile von Luftströmungen in der Stadt

Doch gibt es auch andere geeignete Standorte für die Nutzung von Windenergie: auf Gebäuden. 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 Kleinstwindkraftanlagen Strom zu produzieren. Da die typischen Rotoren mit drei Flügeln bei schnell wechselnden Windrichtungen nur schlecht funktionieren, kommen andere Formen zum Einsatz.

Rotoren mit vertikaler Achse (VAWT)

Rotoren mit vertikaler Achse laufen auch bei veränderlichen Windbedingungen relativ gleichmäßig.

Verdrillter Savonius-Rotor als Kleinwindkraftanlage in der Stadt (Quelle: Popolon CC BY-SA 4.0)
Verdrillter Savonius-Rotor als Kleinwindkraftanlage in der Stadt (Quelle: Popolon CC BY-SA 4.0)

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 noch keine Bedeutung.

Inselsysteme setzen schon lange auf Kleinwindkraftanlagen

Anders sieht es bei sogenannten Inselsystemen aus. Gibt es keine Verbindung zum Stromnetz, muss der Strom selbst hergestellt werden. Bei vielen Segelbooten ist beispielsweise eine Kleinwindkraftanlage am Mast installiert um Strom für Beleuchtung, 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 Stromversorgungen sichergestellt werden.


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