Auch für Privatnutzer: Neue Leichtbau-Windräder starten schon bei 2,7 m/s Windgeschwindigkeit

Das Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP hat gemeinsam mit der Berliner BBF Gruppe die ersten Leichtbau-Prototypen einer neu entwickelten Kleinwindanlage ausgeliefert. Das gemeinsame Forschungsprojekt zielt darauf ab, hocheffiziente Anlagen für Regionen mit geringen Windgeschwindigkeiten zu entwickeln – ein wichtiger Schritt für die dezentrale Energiewende.

Die neuen Kleinwindanlagen starten bereits bei einer Windgeschwindigkeit von 2,7 Metern pro Sekunde – deutlich früher als marktübliche Modelle, die meist erst ab etwa 4 m/s anlaufen. Bei 10 m/s erreichen die Rotoren bis zu 450 Umdrehungen pro Minute und liefern eine Leistung von rund 2.500 Watt. Mit einem Geräuschpegel von 40 Dezibel sollen sie dabei kaum lauter als ein Kühlschrank sein. Der Wirkungsgrad von 53 Prozent liegt nur knapp unter dem theoretischen Maximum von 59 Prozent.

Ein wesentlicher Grund für die hohe Effizienz liegt im Leichtbaukonzept: Die Rotorblätter bestehen aus Faserverbundwerkstoffen und sind innen hohl – ohne Schaumkern. Dadurch konnten die Forschenden das Gewicht der Blätter um bis zu 35 Prozent reduzieren. Hergestellt werden die Bauteile mithilfe industriellen 3D-Drucks und einer sogenannten Automated-Fibre-Placement-Anlage (AFP), die das präzise Verlegen der Faserstreifen automatisiert und Materialüberlappungen minimiert.

Einsatzmöglichkeiten

Dank ihrer kompakten Bauweise und des geringen Gewichts eröffnen die neuen Kleinwindanlagen vielfältige Einsatzmöglichkeiten. Durch den niedrigen Anlaufwert von nur 2,7 m/s sind sie auch für windschwache Regionen geeignet, in denen herkömmliche Anlagen kaum wirtschaftlich arbeiten. Zudem sind sie auch als ergänzende Energiequelle für Privathaushalte eine Option.

Besonders interessant sind die Leichtbau-Windräder jedoch für abgelegene Standorte ohne stabile Netzanbindung – etwa Berghütten, Forschungsstationen oder Inselregionen. Auch im Katastrophenschutz oder bei mobilen Einsätzen – etwa zur Stromversorgung von Feldlaboren oder Notunterkünften – könnten die kompakten Anlagen eine nachhaltige Energiequelle darstellen.

Ein wesentlicher Vorteil liegt laut Frauenhofer-Angaben auch darin, dass die kleinen Windkraftanlagen in den meisten Fällen keine Baugenehmigung erfordern. Es reicht, das örtliche Bauamt über die Aufstellung zu informieren. Langfristig sollen die Prototypen helfen, dezentrale Energieinseln aufzubauen, die Photovoltaik, Batteriespeicher und Kleinwindanlagen kombinieren. So könnte eine autarke Stromversorgung entstehen, die weniger wetterabhängig ist und die lokale Energiewende unterstützt.

Fünf Prototypen im Test

Insgesamt fünf Prototypen wurden an die BBF Gruppe übergeben und sollen nun an unterschiedlichen Standorten installiert werden. Dort wird die Leistungsfähigkeit in Abhängigkeit von Standort und Höhe getestet. Wann die Kleinwindanlagen in die Massenfertigung gehen und für private sowie gewerbliche Nutzer erhältlich sein werden, ist noch nicht bekannt.