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Kleinwindanlagen vertikal oder horizontal - ein Vergleich der Bauarten

Mit Windkraftanlagen unterschiedlicher Bauarten wird aus der Windenergie elektrischer Strom gewonnen. Bei Kleinwindanlagen wird zwischen zwei grundlegenden Konstruktionstypen unterschieden. Es handelt sich hierbei um horizontale und vertikale Windkraftanlagen. Die hauptsächliche Unterscheidung ergibt sich aus der Rotationsachse der Anlage.

Noch sind horizontale Windkraftanlagen die bestimmende Konstruktionsweise.
Noch sind horizontale Windkraftanlagen die bestimmende Konstruktionsweise.

Ganz anders als die oftmals viele Meter in den Himmel reichenden Windkraftanlagen mit den typischen riesigen Flügelrädern zeigen sich Kleinwindanlagen mit vertikaler Achse.

Kleinwindanlagen mit vertikaler Achse

Aufgrund ihres Designs wirken sie eher futuristisch. Doch welche technischen Fakten machen die Unterschiede aus?

  • Bei den großen Megawatt-Windkraftanlagen hat sich vor allem bisher ein Konstruktionstyp durchgesetzt. Sie kennen das Erscheinungsbild einer typischen Windkraftanlage.
  • Die Anlagen bestehen aus einer horizontalen Achse und drei Windflügeln. Diese Rotorblätter zeigen aufgrund der Windnachführung immer gegen den Wind.
  • Bei Kleinwindkraftanlagen treffen Sie ein weitaus breiteres Spektrum an Bauformen an. Ein völlig gegensätzlicher Konstruktionstyp zeigt sich mit den sogenannten vertikalen Windkraftanlagen. Denn deren Rotorachse steht nicht horizontal, sondern vertikal zum Boden.

Technische Unterschiede zu horizontalen Windkraftanlagen

  • Ein Grund, warum Sie vertikale Kleinwindanlagen noch nicht sehr häufig sehen, liegt an dem geringeren Wirkungsgrad gegenüber horizontalen Anlagen. Die Leistungsausbeute liegt bei 40 Prozent (horizontale Anlagen 50 Prozent). Das Verhältnis errichteter Anlagen (vertikal zu horizontal) liegt hier ungefähr bei 1 zu 9.
  • Doch vertikale Windräder haben durchaus ihre Vorteile. Es entfällt die Windnachführung. Sie müssen auch bei kurzzeitig turbulenten Windverhältnissen nicht abgeschaltet werden.
  • Sie starten bereits bei niedrigen Windgeschwindigkeiten und produzieren so Strom. Die bodennahe Konstruktion erleichtert und verbilligt die Wartung.
  • Niedrige Blattgeschwindigkeiten vermindern eine Geräuschbelastung. Außerdem verursachen sie im Gegensatz zu den Rotorflügeln der horizontalen Anlagen keinen Schattenwurf.
  • Neben dem Wirkungsgrad können als weitere Nachteile das mögliche Auftreten starker Resonanzen sowie eine geringe Bauhöhe (Windstärke steigt mit Höhe) genannt werden.

Fazit: Die Mehrzahl der Kleinwind-Projekte wird mit horizontalen Anlagen umgesetzt. Hier spielt die Wirtschaftlichkeit durch den höheren Wirkungsgrad eine wesentliche Rolle. Aufgrund der geringen Geräuschentwicklung sollten vertikale Anlagen in Zukunft ihre Stärken bei spezifischen Standortanforderungen ausspielen können.

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