Der erste der drei Sonnenspiegel erhellt die Statue von Sam Eyde, Mitbegründer von Norsk Hydro,

Der erste der drei Sonnenspiegel erhellt die Statue von Sam Eyde, Mitbegründer von Norsk Hydro, Wasserkraft-Pionier und Vater der Spiegel-Idee

Seit Menschengedenken bekamen die Einwohner des norwegischen Städtchens Rjukan nur selten Sonne ab: Weil das enge Vestfjord-Tal von Osten nach Westen verläuft, liegt ihr Wohnort von Oktober bis März ständig im Schatten. Das sollte sich am 30. Oktober 2013 ändern: Gegen Mittag strömen alle 3500 Einwohner der Kleinstadt auf den Marktplatz. Die Geschäfte sind geschlossen, die Schule fällt heute aus. Über dem Ort kreisen Hubschrauber, Kamerateams aus aller Welt wuseln durch die Menge und der Bürgermeister bereitet sich auf eine Ansprache vor. An diesem Tag dreht sich alles um Sam Eyde. Genau einhundert Jahre ist es her, dass der in Deutschland ausgebildete Ingenieur die Menschen in der Vestfjord-Schlucht mit einer kühnen Idee begeisterte. Er hatte vor, ihnen mehr Sonnenschein zu schenken. Für die Bevölkerung ein Traum, weil sich die Sonne stets von Oktober bis März aus ihrem engen Talkessel verabschiedet.

100 Jahre des Wartens haben ein Ende

1905, erst wenige Jahre vor Veröffentlichung dieser Idee, hatte Eyde das Unternehmen Norsk Hydro aus der Taufe gehoben. Der damals noch junge Konzern sorgte sehr schnell dafür, dass Rjukan wuchs: Durch den Bau des größten Wasserkraftwerks seiner Zeit am 104 Meter hohen Wasserfall Rjukanfossen siedelte sich dort immer mehr Industrie an. Zahlreiche Menschen zogen zu. Um deren Arbeitskraft zu erhalten, wollte der umtriebige Konzerngründer dem sechsmonatigen „Schattendasein“ seiner Angestellten ein Ende bereiten: mit Hilfe von Spiegeln auf dem Nordhang des finsteren Tals.

Über den Dächern von Rjukan: Computergesteuert lenken die drei Heliostaten mit einer Gesamtfläche von 51 Quadratmetern das Sonnenlicht ins Stadtzentrum.

Über den Dächern von Rjukan: Computergesteuert lenken die drei Heliostaten mit einer Gesamtfläche von 51 Quadratmetern das Sonnenlicht ins Stadtzentrum.

Was vor hundert Jahren noch nicht gelang, wird am 30. Oktober 2013 endlich Wirklichkeit. Um 12:30 Uhr, nachdem sich eine letzte störende Wolke vom Himmel verzogen hat, reflektieren drei große Heliostaten das Sonnenlicht vom 450 Meter höher gelegenen Nordgrat hinunter nach Rjukan. Es ist das erste Mal in der Geschichte des Städtchens, dass der Ortskern während der Dunkelperiode in hellem Licht erstrahlt: Vor Freude johlend setzt die Menge auf dem Marktplatz die mitgebrachten Sonnenbrillen auf. Zu verdanken haben die Menschen dieses „blendende Ergebnis“ auch den Solar-Linear-Aktuatoren des Typs CASD-60 von SKF.
„Normalerweise werden derartige elektromechanische Antriebe dazu benutzt, um die Module von Solarkraftwerken präzise am Sonnenverlauf auszurichten“, erläutert Markus Behn, Global Business Development Manager im Solar Energy Segment bei SKF. Der Grund dafür liegt auf der Hand: Die permanente, optimale Ausrichtung der Zellen zur Sonne sorgt für eine deutlich höhere Effizienz der gesamten Anlage. Zu diesem Zweck hat SKF die Solar-Linear-Aktuatoren mit einem ausgeklügelten Innenleben ausgestattet. Dazu gehören eine Spindel samt vorgeschaltetem Getriebe, ein Motor, die Lager, der Schmierstoff, zwei Endschalter und ein Encoder. „Die Steuerung, die unser Kunde beim Rjukan-Projekt übrigens von Deutschland aus überwacht, kommuniziert mit den Aktuatoren über ein Can-Bus-System“, ergänzt Behn. Sämtliche Komponenten des Antriebs sind in einem abgedichteten Gehäuse untergebracht. Die ebenfalls abgedichteten Schub-/Schutzrohre ermöglichen auch eine Verwendung unter härtesten Einsatzbedingungen. Außerdem verfügen die Aktuatoren über eine PTFE-Membran, die einen Druckausgleich im Aktuator während des Aus- und Einfahrens ermöglicht, dabei aber keinen Feuchtigkeitseintritt zulässt.

Raue Bedingungen

Im Winter fegt häufig ein eisiger Wind über die Berggipfel von Rjukan.

Im Winter fegt häufig ein eisiger Wind über die Berggipfel von Rjukan.

Dank ihrer robusten Konstruktion sind die Solar-Linear-Aktuatoren für den Einsatz im rauen Klima rund um Rjukan geradezu prädestiniert: Auf dem zugigen Nordgrat oberhalb der Stadt treten schon mal Windgeschwindigkeiten von bis zu 140 Stundenkilometern auf. In einer solch harschen Umgebung setzen die Aktuatoren insgesamt drei Spiegel mit einer Fläche von jeweils 17 Quadratmetern und einem Gewicht von etwa 500 Kilogramm in Bewegung. „Die Bedingungen vor Ort stellten durchaus eine technische Herausforderung dar“, erzählt Behn. „Umso dankbarer bin ich den beteiligten SKF-Kollegen aus Deutschland, Italien und China, deren gebündeltes Know-how diese Lösung überhaupt erst ermöglicht hat.“

Unter dem Strich sorgen die CASD-60 in einer Höhe von knapp 800 Metern über dem Meer nun dafür, dass die drei Heliostaten dem Sonnenverlauf automatisch folgen und das Licht stets auf eine etwa 600 Quadratmeter große Fläche ins Stadtzentrum hinunterwerfen. Dort kommen – je nach Witterung – zwischen 80 und 100 Prozent der reflektierten Sonneneinstrahlung an. „Eine hundert Jahre alte Idee ist heute Wirklichkeit geworden“, begeisterte sich Bürgermeister Steinar Bergsland bei der feierlichen Inbetriebnahme der Spiegel. „Endlich haben wir auch im Winter ein Gefühl von Wärme und können die Sonne spüren – zumindest auf dem Markplatz, der nun wortwörtlich das helle Zentrum unserer Gemeinde darstellt.“

Die Technik hinter dem Projekt

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Solar Hub- und Verstellsystem CASD-60 von SKF.

Solar Hub- und Verstellsystem CASD-60
SKF Solar Hub- und Verstellsysteme werden eigentlich in der Photovoltaik eingesetzt und unterstützen bei der Effizienzsteigerung. Das System kombiniert einen Gewindetrieb mit Getriebe, Motor, Lager, Schmierstoff, Dichtungen, Endschaltern, Hallsensoren und einer Platine. Alle Komponenten sind in einem abgedichteten Gehäuse untergebracht und sorgen so auch unter extremen Bedingungen für Leistung. Das Verhältnis zwischen statischer und dynamischer Belastung verbessert die Fähigkeit, auch bei starkem Wind die Position zu halten.

  • Dynamische Belastung: 12.000 N
  • Statische Belastung: 60.000 N
  • Geschwindigkeit: bis zu 2,5 mm/s
  • Hub: bis zu 1500 mm (je nach statischer Belastung)
  • Spannung: 12/24 V DC oder 120/240 V AC
  • Schutzart: IP 65

Nach Einschätzung von SKF ist dieses Projekt ein leuchtendes Beispiel dafür, dass moderne Solartechnik nicht nur in Sachen Umweltschutz spürbare Vorteile bietet. Denn Rjukan habe gezeigt, dass sich das gebündelte Know-how von SKF auch hervorragend für eher soziokulturelle Zwecke nutzen lasse. Den daraus resultierenden Fortschritt dürften die Einwohner Rjukans zwar ähnlich bewerten, an einer ganz bestimmten Tradition aus „dunklen Zeiten“ werden sie aber vermutlich doch festhalten: Schließlich ist ihr Solfest, mit dem sie seit jeher die Rückkehr des Sonnenlichts ins Tal gefeiert haben, inzwischen zu einer Art norwegischem Karneval avanciert.

Autor: Dietmar Seidel, SKF

Leben ohne Sonnenlicht

Rjukan

Rjukan befindet sich im Vestfjord-Tal etwa 180 Kilometer westlich von Oslo in der Region Telemark. Weil das schmale Tal zwischen steilen Hängen in Ost-West-Richtung verläuft, liegt der Ort von Oktober bis März im Schatten. Die Sonne berührt in dieser Zeit nicht den Talboden.
Noch 1907 lebten dort kaum 50 Familien. Nur zehn Jahre später, nachdem der Norsk-Hydro-Begründer Sam Eyde mit dem damals weltgrößten Wasserkraftwerk einen industriellen Boom ausgelöst hatte, waren bereits 10.000 Menschen in Rjukan und Umgebung ansässig. Heute leben im Ort selber 3473 Einwohner.
Durch die späteren Schwerwasser-Forschungen im Chemie- und Kraftwerk Vemor wurde Rjukan Anfang der 40er Jahre zum Schauplatz zahlreicher militärisch-geheimdienstlicher Operationen, die der US-amerikanische Regisseur Anthony Mann 1965 in seinem Film „Kennwort ‚Schweres Wasser‘“ (englischer Originaltitel: „The Heroes of Telemark“) thematisierte.
Bereits seit dem 18. Jahrhundert ist der Ort das Ziel von Touristen und heute lebt Rjukan zu einem großen Teil vom Tourismus (vor allem Wanderer und Skifahrer). Die Gemeinde hofft nun, durch die „künstliche Sonne“ eine weitere Attraktion geschaffen zu haben.

Der erste der drei Sonnenspiegel erhellt die Statue von Sam Eyde, Mitbegründer von Norsk Hydro, Wasserkraft-Pionier und Vater der Spiegel-Idee

Der erste der drei Sonnenspiegel erhellt die Statue von Sam Eyde, Mitbegründer von Norsk Hydro, Wasserkraft-Pionier und Vater der Spiegel-Idee

Weitere Sonnenlichtprojekte
Rjukan ist nicht der einzige besiedelte Ort, an dem die Sonne für die Einwohner umgeleitet wird. Bereits 2006 wurde ein ähnliches Projekt im italienischen Viganella realisiert. Der Ort ist durch die Berge des Piemont von der Sonne abgeschnitten. Um das zu ändern, hat der damalige Bürgermeister der 200-Seelen-Gemeinde, Pierfranco Midali, durchgesetzt, dass in einigen hundert Metern Höhe 14 Einzelspiegel mit einer Gesamtfläche von 40 Quadratmetern angebracht werden. Mit diesen können nun die 83 Tage Dunkelheit im Winter überbrückt werden und zumindest auf dem Dorfplatz scheint seither auch zwischen November und Februar die Sonne.
Auch in Deutschland gibt es Orte, die ihren Bewohnern lange sonnenlose Winter bescheren. Im Schwarzwald, am Ende des Zweribachtals, hat eine Familie einen etwa sechs Quadratmeter großen Spiegel so ausgerichtet, dass ihr Haus auch zwischen Anfang Oktober und Ende Februar von der Sonne beschienen wird – für die meisten Menschen selbstverständlich, im Zweribachtal bis zur Installation des Spiegels unmöglich. Angetrieben wird die Installation durch ein Solarmodul, dessen Strom es möglich macht, dass sich der Spiegel alle 20 Sekunden um etwa 30 Zentimeter dreht und sich so dem Lauf der Sonne anpasst.