Als ihm auch das 47. Solarpanel brach, begann Henrik Eskilsson zu befürchten, dass er sich auf ein verrücktes Projekt eingelassen hatte. In seinem SUV rasten er und Anders Olsson über den schwedischen Flugplatz Lunda und zogen einen Anhänger mit einem Stahlmast, an dem das Panel befestigt war. Sie beschleunigten immer weiter, bis das Panel etwas Ungewöhnliches tat: Es schwebte. Wie beim Drachenfliegen fing es den Wind ein und blieb dabei am Mast verankert. Der Tacho kletterte auf 100 Kilometer pro Stunde. Hinter ihnen begann das Gerät zu vibrieren. Plötzlich löste es sich, flog durch die Luft und zerschellte auf der Landebahn.

Eskilsson hat Erfahrung damit, neue Ideen in Geschäfte zu verwandeln. In der Vergangenheit hat er ein Unternehmen gegründet, das Eye-Tracking-Software herstellt. Nun war das Projekt ein idealistisches: eine Revolution der Solarenergie, die mehr als der Hälfte der Menschen auf der Erde zugutekommen könnte.

Viele Gebiete der nördlichen und einige der südlichen Hemisphäre liegen in Zonen, in denen herkömmliche Solarparks mit Freiflächenanlagen ineffizient sind, insbesondere im Winter, aber auch morgens und abends. Wenn die Sonne tief steht, treffen ihre Strahlen in einem flachen Winkel auf horizontale Paneele und liefern nur wenig Energie. Vertikale Sonnenkollektoren, die der Sonne auch dann noch folgen, wenn sie so eben über den Baumwipfeln steht, haben sich als zu teuer erwiesen, da sie mehrere Motoren zum Drehen, zu viel Beton zum Verankern und zu viel Stahl benötigen, um sie vor dem Wind zu schützen.

Der zerbrochene Prototyp war Teil der Bemühungen von Olsson und Eskilsson, dieses Problem zu lösen. Vaja heißt das Start-up-Unternehmen für vertikale Nachführung, das sie 2023 gemeinsam gegründet haben. Seit Jahren hatte Olsson die Vision, Solaranlagen zu bauen, die sich während eines Sturms wie Blätter im Wind bewegen. Er und Eskilsson hatten sich mit Maschinenbauingenieuren beraten, die sagten, dieses Design sei unmöglich. Olsson war anderer Meinung. Eskilsson vertraute ihm, obwohl er sich fragte, wie viele Module noch zerstört werden müssten. Sie hielten das Fahrzeug an, stiegen aus, holten Besen aus dem Kofferraum und kehrten an diesem kalten Winternachmittag die Landebahn.

Der Sonne gefolgt

Solarenergie ist die am schnellsten wachsende Quelle für Strom weltweit. Im Jahr 2024 erzeugte sie sieben Prozent des Stroms, ein Jahrzehnt früher war es noch ein Prozent. In den 2010er-Jahren investierten Energieversorger massiv in Solarparks mit fest installierten Modulen – stationären Solaranlagen, die zum Äquator ausgerichtet sind, um das Sonnenlicht einzufangen. Sie produzieren die meiste Elektrizität in der Mittagszeit. In Märkten mit vielen Solarparks sind die Strompreise zu dieser Zeit am niedrigsten, wodurch die Anlagen weniger rentabel sind. Wenn dann die Sonne untergeht und die Stromnachfrage steigt, sind die Module nicht mehr produktiv.

Horizontale Nachführsysteme umgehen diese Einschränkungen ein Stück weit, indem sie der Sonne folgen. Die auf einer Nord-Süd-Achse montierten Module neigen sich wie eine Wippe, drehen sich bei Sonnenaufgang nach Osten, liegen mittags flach und zeigen bei Sonnenuntergang nach Westen. Sie liefern bis zu 35 Prozent mehr Energie als fest installierte Systeme bei nur geringfügig höheren Kosten. Eskilsson zufolge haben horizontale Nachführsysteme in den letzten 10 bis 15 Jahren einen regelrechten Boom erlebt.

Sie leiden jedoch unter denselben Breitengradproblemen wie feststehende Solarmodule: Je weiter man sich vom Äquator nach Norden oder Süden bewegt, desto geringer werden die Vorteile. Zwischen dem 30. und 40. Grad nördlicher Breite – ungefähr auf der Höhe von Süditalien – verschiebt sich das Gleichgewicht zugunsten von vertikalen Nachführsystemen. Diese Systeme sind so konzipiert, dass das Licht einer tief stehenden Sonne möglichst senkrecht auf ihnen auftrifft; über horizontale Anlagen würde es einfach hinwegstrahlen.

Eine Handvoll Unternehmen bieten statische vertikale Paneele an. Dazu gehören etwa die norwegische Firma Over Easy Solar und die deutschen Unternehmen Next2Sun und SOLYCO Solar. Sie bieten eine Vielzahl von vertikalen Solarpanels an, die das Licht am Morgen, am Abend und im Winter einfangen. Die Herstellung vertikaler Nachführsysteme, bei denen die Paneele nicht fest verankert sind, sondern sich wie eine Drehtür um eine vertikale Achse bewegen, ist weitaus schwieriger.

Ein vertikales Paneel fängt den Wind wie ein Segel ein. Im Gegensatz zu stationären Anlagen, die so konstruiert werden, dass sie starken Windböen standhalten, sind vertikale Nachführsysteme empfindlicher, da sie beweglich sind und auf einem einzigen Pfosten montiert sind. Anschaulich wird die Belastung, wenn man sich ein schweres Straßenschild vorstellt, das auf einem Pfosten steht: Der Wind drückt nicht nur gegen das Schild, sondern er versucht auch, den Pfosten zu verdrehen. Der vertikale Pfosten eines Nachführsystems muss deswegen hohe Torsionskräfte aushalten. Paneel und Motor würden bei diesem Aufbau leichter Schaden nehmen als bei horizontalen Nachführsystemen, die das Paneel niedrig über dem Boden führen und geringere Torsionskräfte aushalten müssen.

Versuche, die Pfosten zu verstärken, waren aus wirtschaftlicher Sicht erfolglos. »Diese vertikalen Nachführsysteme kosten auch heute noch etwa viermal so viel wie horizontale Systeme«, sagt Eskilsson. Entwickler im Norden blieben deswegen bei statischen Systemen und verwendeten mehr Paneele, um Produktivitätsverluste auszugleichen.

Nachführen statt Einbetonieren

Olsson begann sich 2017 für Solarenergie zu interessieren, noch bevor sie in seinem Land verbreitet war. Auf einem Skiausflug erzählte er einem Freund, dass Schweden nicht genug Sonnenlicht habe, damit die Technologie funktionieren könne. Der Freund widersprach und zeigte ihm die Berechnungen. »Als ich die Zahlen sah, wurde mir klar, dass Solarenergie durchaus Sinn macht«, erinnert sich Olsson. In diesem Moment kitzelte ihn sein Hang zur Herausforderung.

»Diese Blöcke wogen zehnmal mehr als die Solarmodule«Anders Olsson, Experte für Solartechnik

Auf der Zugfahrt nach Hause schrieb er einen Businessplan. Das machte er nicht zum ersten Mal, denn er hatte schon früher ein anderes Solarunternehmen namens Soldags gegründet. Es installiert Solarpanels für Privathaushalte, in der Regel auf Dächern. Zwei Jahre nach der Gründung erhielt Olsson einen Auftrag zur Installation von Modulen auf dem Boden, die mit Betonblöcken verankert werden mussten. »Diese Blöcke wogen zehnmal mehr als die Solarmodule«, sagt Olsson. Als ausgebildeter Physikingenieur und Freizeitsegler wusste er, welches enorme Drehmoment der Wind ausüben kann. Andererseits: Die Natur gedeiht darin – Bäume biegen sich, Blätter flattern. Warum sollten Olsson und sein Unternehmen also Geld damit verbrennen, Solarmodule ruhig im Wind zu halten?

Er teilte seine Gedanken mit seinem Freund und Seglerkollegen Fredrik Lundell, einem Professor für Strömungsdynamik mit Expertise für Aerodynamik. Während sie mieinander sprachen, fertigten sie Skizzen einer schwenkbaren Halterung an, die es den Kollektoren ermöglichen würde, sich im Wind zu drehen. Auf einer Party im Jahr 2023 sprach Olsson dann Eskilsson an, den er als den Menschen im Land ansah, der am besten in der Lage war, ein Unternehmen global zu positionieren. Eskilsson liebt das Geschäftemachen seit seiner Jugend. Mit 15 kaufte und verkaufte er Computer. Als Austauschstudent in Kanada sah er dann zum ersten Mal ein Trampolin und begann, diese nach Schweden zu verschicken. Später war er Mitbegründer des Eye-Tracking-Unternehmens Tobii, das 2007 ein Patent von Olsson kaufte; Olsson kam mit und arbeitete anschließend zehn Jahre lang in dem Unternehmen.

Zum Zeitpunkt der Party war Eskilsson bereits als CEO von Tobii zurückgetreten und dachte über ein ruhiges Leben als Vorstandsmitglied nach. Dann nahm Olsson ihn beiseite und beschrieb ihm, wie man die »Physik in Solarparks auf den Kopf stellen« könne, erinnert sich Eskilsson.

Die Herausforderung war nicht nur spannend, sondern auch groß. Derzeit wird die geringere Leistung der Solarenergie bei niedrigem Sonnenstand durch andere Energiequellen ausgeglichen. Einige Forschungsergebnisse deuten jedoch darauf hin, dass Solarenergie bis 2050 circa 40 Prozent der weltweiten Stromproduktion ausmachen könnte. Bei dieser Bedeutung würden Angebot und Nachfrage so weit auseinanderklaffen, dass andere Energiequellen die Differenz nicht mehr ausgleichen könnten. Eine Marktdurchdringung von 40 Prozent zu erreichen, »ist praktisch unmöglich, wenn man statisch montierte Solaranlagen verwendet«, behauptet Eskilsson. Aber für einen erheblichen Teil der Welt ist die Nachführung von Solaranlagen nach wie vor nicht verfügbar. »Wir brauchen deswegen ein vertikales Tracking, das tatsächlich kosteneffizient ist«, sagt er.

Olsson und Eskilsson begannen im September 2023 mit der Arbeit. Die schwindende Herbstsonne erinnerte sie dabei stets an das schwache Licht, das sie einfangen wollten. Die größte Herausforderung bestand in der Entwicklung eines Paneels, das dem Wind standhält, ohne zerstört zu werden. In weniger als einem Monat hatten sie Prototypen, die sich in der Nähe ihres aerodynamischen Zentrums drehten, sodass sie sich bei Sturm bewegen konnten.

Tests im umgekehrten Windkanal

Beraten ließen sich die beiden Gründer von Fredrik Lundell, dem Professor von der Königlich Technischen Hochschule (KTH) in Schweden. Der Windkanal, den er dort zur Verfügung hatte, war allerdings überbucht, und das Warten auf echte Stürme dauerte zu lange. Lundell empfahl deswegen, einen »umgekehrten Windkanal« zu bauen, inspiriert von dem US-amerikanischen Luft- und Raumfahrtunternehmen Scaled Composites. Dieses testete im Jahr 2003 den Prototyp des Hecks des Experimentalflugzeugs SpaceShipOne, indem es dieses auf einem Lkw durch die Mojave-Wüste zog.

Etwa eine Woche später hatten Olsson, Eskilsson und ihre ersten drei Mitarbeiter ihr »Trailer-Labor« gebaut und Zeit auf dem Lunda Airfield gemietet, 110 Kilometer nördlich von Stockholm. Die ersten Monate führten ihnen dann vor Augen, warum noch niemand vor ihnen solche Tests unternommen hatte. »Alles ging kaputt«, sagt Eskilsson. Zunächst prüften sie starre Kunststoffplatten anstelle von Solarpanels. Als sich die Prototypen stabilisierten, wechselte das Team zu Solarkollektoren und nahm weitere Feinabstimmungen vor. Bald erreichte es bei seinen Testfahrten 80 Kilometer pro Stunde. Ein Solarpanel nach dem anderen vibrierte, bis es abriss. Jedes Mal hielten die Forscher das Auto an und fegten mit ihren Besen die Landebahn.

»Turbulenzen führen zu verschiedenen Arten von Schwingungen und Resonanzeffekten«, erklärt Eskilsson. »Das kann beispielsweise Flattern sein oder es treten Torsionsphänomene auf, die durch Resonanz verstärkt werden.« Eindrücklich zeigt etwa das Video von der Tacoma Narrows Bridge im US-Bundesstaat Washington solche Phänomene. Die Brücke wurde 1940 durch Torsionsflattern zerstört. Ein ähnlicher Effekt wirkt auf Solarmodule, die starkem Wind ausgesetzt sind. Frühe Solaranlagen wurden durch Stürme schon so verdreht, dass sie wie moderne Kunst anmuteten.

Zu Hause saßen sie später vor ihren Computern, aßen Popcorn und sahen zu, wie Stürme ihre Arbeit zerstörten

Einen Teil der Tests unternahm Eskilsson auch an seinem Sommerhaus auf einer Insel in der Ostsee. Er und seine Kollegen installierten auf dem Steg vor dem Haus Solarmodule und richteten eine Kamera auf sie. Zu Hause saßen sie später vor ihren Computern, aßen Popcorn und sahen zu, wie Stürme ihre Arbeit zerstörten. Manchmal fuhren sie mit dem Boot hinaus, wenn ein Sturm aufkam, und justierten die Kollektoren bei strömendem Regen mit Schraubendrehern nach. »Wenn man nur einen kleinen Fehler macht, fängt alles an zu flattern«, sagt Olsson. Als die von der Gruppe beauftragten Experten für mechanisches Design die Durchführbarkeit des Projekts anzweifelten, ließ sich Olsson nicht beirren. Eskilsson erinnert sich: »Zwei von ihnen nahmen mich im Flur allein beiseite und sagten: ›Henrik, du verstehst doch, dass das nicht möglich ist.‹« Da die Prototypen immer wieder kaputtgingen, hatte er Momente, in denen er befürchtete, dass sie recht haben könnten.

Schrittweise zum aerodynamischen Zentrum

Lundell erinnert sich, dass er unmittelbar vor dem Versagen eines bestimmten Paneels ein deutliches Flattern festgestellt hatte, das unter anderem in Videos aus dem Anhänger festgehalten wurde. Beobachtet man die Ergebnisse solcher Tests in normalem Tempo, könnte es Jahre dauern, ein solches Phänomen zu verstehen, erklärt er. Aber die Hochgeschwindigkeitsaufnahmen machten den Unterschied. Das Team konnte damit jede Schwingung in Echtzeit kartieren. »Ein paar Wochen später hatten wir die Theorie«, sagt Lundell – ein mathematisches Modell des aerodynamischen Zentrums, also des genauen Drehpunkts, an dem der Wind ein Paneel in eine neutrale Position drückt, anstatt es durchzurütteln. Sechs Monate lang verschoben Olsson und Eskilsson die Achse immer wieder und verstärkten einzelne Teile schrittweise, wobei sie darauf achteten, das Gewicht gering zu halten. Von Verstärkungen nach dem Trial-and-Error-Prinzip gingen sie über zu einem Ansatz der passiven Stabilität: Sie behandelten das Paneel nicht als eine Wand, die abzustützen ist, sondern als eine Wetterfahne, die ausbalanciert werden muss. Indem sie die Drehachse Millimeter für Millimeter in Richtung der Vorderkante verschoben, brachten sie den Wind immer stärker dazu, das Paneel stabil zu halten.

»Ein paar Wochen später hatten wir ein mathematisches Modell des aerodynamischen Zentrums«Fredrik Lundell, Strömungsdynamiker

Im Juni 2024 bretterten sie dann mit 100 Kilometern pro Stunde über die Landebahn. »Wir haben die Achse erneut verschoben, noch weiter nach vorn, und die seitliche Struktur verstärkt«, erzählt Eskilsson. Sie erhöhten die Geschwindigkeit weiter, nun auf 140 Kilometer pro Stunde. Das übertrifft die stärksten Windböen, denen die meisten Solarparks ausgesetzt sein können. Das Panel schwankte ruhig. »Sobald man die Instabilitäten beseitigt hat«, sagt Olsson, »kann man plötzlich die Geschwindigkeit verdoppeln.« Sie lachten; dann gab Eskilsson Vollgas, um zu sehen, wie weit sie den Prototyp noch ausreizen konnten – und beschädigte ein weiteres Paneel.

Olsson und Eskilsson waren nun so weit, ihre Teile zusammenbauen zu können. Um eine Reihe vertikaler Paneele aufzustellen, benötigen sie keinen Beton, und mehr als 100 Solarmodule können mit einem einzigen Motor und einem Kabelsystem gedreht werden, auf die gleiche Weise, wie eine Schnur die Lamellen einer Jalousie mit einer Drehung der Stange bewegt. Wenn ein Sturm naht, kippt der Motor die Paneele. »Wenn der Wind direkt von hinten auf die Paneele trifft, gibt es praktisch kein Drehmoment«, sagt Olsson.

Olsson und Eskilsson nannten das Unternehmen Vaja. Das schwedische Wort bedeutet »wanken«. Vaja hat mittlerweile fünf Teststandorte, und wenn Stürme herannahen, schnappen sich die beiden Gründer noch immer ihre Laptops, um ihre Solaranlagen zu beobachten. »Ich schaue mir viermal am Tag die Wettervorhersage an«, sagt Eskilsson, »und ich warte nicht unbedingt auf sonniges Wetter.« Ihren Daten zufolge produziert das System in vielen nördlichen Breitengraden 25 bis 30 Prozent mehr Energie pro Jahr als eine statische Anlage.

Von Verstand, Stirn und Wänden

Der Großteil der Finanzierung des Unternehmens stammt aus staatlichen Zuschüssen in Höhe von umgerechnet 1,4 Millionen Euro und einem ähnlichen Betrag von Investoren. Um den Betrieb auszuweiten, braucht es aber noch viel mehr Kapital. Bislang hat das Unternehmen vier zahlende Pilotkunden. Das schwedische Unternehmen Rabbalshede Kraft, ein unabhängiger Produzent erneuerbarer Energien, startet ein Pilotprojekt, in dem Vaja-Tracker neben herkömmlichen Anlagen stehen.

»Da wir in den profitableren Stunden produzieren können, erwarten wir auch, dass wir mehr Geld verdienen werden«Peter Wesslau, Energieunternehmer

Die Tracker müssen »den Unbilden des Klimas standhalten«, sagt der CEO des Unternehmens, Peter Wesslau. »Dabei wird die Produktion steigen, da sich die Paneele im Lauf des Tages bewegen. Da wir in den profitableren Stunden produzieren können, erwarten wir auch, dass wir mehr Geld verdienen werden.« Wenn Vaja hält, was Eskilsson ihm versprochen hat, werden Wesslau zufolge in den nordischen Regionen viel mehr Solarprojekte Geld einbringen.

Eskilsson hat keine Zweifel daran, dass das funktionieren wird. Er scherzt gerne, er und Olsson hätten es so weit gebracht, weil sie zusammen die drei Eigenschaften eines Unternehmers besäßen: einen klaren Verstand, eine dicke Stirn, mit der man gegen die Wand laufen kann, und genug Naivität, um es immer wieder zu versuchen.

Noch immer unternehmen sie Tests auf der Landebahn, um die aus der Produktion kommenden Paneele zu validieren. Das Fahrzeug beschleunigt und erreicht die Geschwindigkeit, bei der vor nicht allzu langer Zeit alles schiefgelaufen ist. Bald passieren sie das Äquivalent von Sturmwind. Auf dem Mast flattert das Paneel, ruhig wie ein gleitender Vogel. Sie nehmen den Fuß vom Gaspedal und lassen das Auto ausrollen. Der Besen bleibt heute im Kofferraum.