Eiland in de zon

Van de ongeveer 7.000 inwoners van Ærø woont 2.500 in Marstal, de grootste van de drie kleine stadjes op het eiland. Met zijn lage, kleurrijke huizen langs smalle, kronkelende straatjes is Marstal perfect voor op een ansichtkaart. De hedendaagse ontspannen charme doet vergeten dat het ooit een van de meest actieve maritieme centra van Denemarken was, alleen overtroffen in belang door Kopenhagen.

Een deel van de cultuur van Ærø is de nauwe band van de eilandbewoners met de natuur. Tegenwoordig uit zich dat in hun milieubewuste denkwijze. In 1997–1998 streed Ærø om erkend te worden als "Het Deense Eiland van Hernieuwbare Energie." Hoewel het eiland niet won, had de wedstrijd invloed op de bewoners, die streefden naar 80 tot 100 procent zelfvoorziening in elektriciteit en verwarming tegen 2008 – op een milieuvriendelijke manier, uitsluitend gebruikmakend van hernieuwbare bronnen.

Deze initiatieven hebben Ærø zowel internationale erkenning als een aantal prestigieuze prijzen opgeleverd, zowel nationaal, zoals de Solar Town 2000-prijs, als internationaal, zoals de Energy Globe 2001 en een duurzame gemeenschapprijs van de Europese Unie. Gezien die achtergrond is het passend dat 's werelds grootste zonnecollectorsysteem voor verwarming op Ærø staat.

Het was een toevalligheid die het proces op gang bracht
- Leo Holm, Plantmanager

"Het was een toevalligheid die het proces op gang bracht," legt plantmanager Leo Holm uit terwijl hij uitkijkt over de 18.365 vierkante meter aan zonnepanelen van de installatie. De rijen panelen zien er verrassend natuurlijk uit onder de grote hemel, vooral met schapen – "onze grasmaaiers," zegt Holm – die ertussen grazen.

"In 1993, toen het overdekte zwembad van Marstal moeite had met het betalen van de verwarmingsrekening, ontstond het idee om de zon te gebruiken om het zwembadwater te verwarmen," zegt Holm. "Met hulp van de Deense Vereniging van Adviesingenieurs hebben we het jaar daarop 75 vierkante meter zonnecollectoren op het dak geplaatst."

Het systeem diende ook als test om te onderzoeken of het mogelijk was zonneverwarming op grote schaal te gebruiken in combinatie met Marstal Fjernvarme (Marstal Warmtenet), dat destijds met afvalolie werd bediend.

"Zonne-energie gebruiken zou veel milieuvriendelijker en ook kostenefficiënter zijn," zegt Holm. "Het bleek goed te werken, dus zes maanden later hebben we 8.000 vierkante meter aan zonnepanelen voor het warmtenet geplaatst."

Voordelen voor het milieu

Denemarken is een van de wereldleiders in warmtenetten. Ze dekken meer dan 60 procent van de ruimte- en waterverwarming in het land. Volgens de Deense Warmtenetvereniging halveert warmtenet het energieverbruik vergeleken met individuele oliegestookte ketels, en 40 procent van alle warmtenet wordt opgewekt zonder CO₂-uitstoot.

Andere voordelen zijn dat de warmte onder gecontroleerde omstandigheden wordt opgewekt en dat vervuiling makkelijker te beheersen is. Er is ook de mogelijkheid om restwarmte terug te winnen uit bijvoorbeeld industriële processen en afvalverbranding.

Warmtenet wordt vaak geproduceerd in warmtekrachtcentrales, waar warmte en elektriciteit gelijktijdig worden opgewekt, wat het milieu ten goede komt.

Maar kort na de eerste installatie ontdekte Marstal Fjernvarme dat het centrale zonneverwarmingssysteem niet voldoende capaciteit had. Dus in 1999 werd ongeveer 1.000 vierkante meter aan zonnepanelen toegevoegd, gevolgd door nog eens 8.000 vierkante meter in 2003.

Het paradox van zonneverwarming is dat wanneer de zon het meest schijnt, de verwarmingsbehoefte het kleinst is. In 1996 hebben we een stalen accumulatietank van 2.100 kubieke meter water geplaatst, waaraan we in 1998 3.500 kubieke meter zandopslag toevoegden. - Leo Holm

Met de installatie van zonnepanelen in 2003 was het opnieuw tijd voor Marstal Fjernvarme om met een nieuwe opslagoplossing te komen.

Holm legt uit: "We besloten een putwarmteopslag te bouwen, wat in de praktijk een overdekt en geïsoleerd 6,5 meter diep zwembad is met 10.000 kubieke meter water."

Professionals aantrekken

Het warmtenet van Marstal vertrouwt van 1 april tot 1 oktober op zonne-energie. Zonne-energie levert 30 procent van de jaarlijkse productie van ongeveer 28.000 MWh. De rest van het jaar wordt warmte geleverd door zes ketels met een totaalvermogen van 18,3 MWh.

"Deze zomer," zegt Per Mortensen, assistent bij Marstal Fjernvarme, "hebben we de ketels omgebouwd om op biobrandstof in plaats van afvalolie te draaien, zodat we binnenkort net zo milieuvriendelijk zijn als de andere twee warmtenetten op het eiland. Sinds de overstap op zonne-energie hebben we jaarlijks ongeveer 820.000 tot 880.000 liter olie bespaard, wat overeenkomt met een jaarlijkse uitstoot van ongeveer 2.200 ton CO₂, 2.600 kilo zwaveldioxide en 2.900 kilo stikstofoxide."

De Marstal district zonneverwarmingsinstallatie levert warmte aan 1.450 eindgebruikers in Marstal. Maar het trekt veel meer aandacht. Als 's werelds grootste zonneverwarmingsinstallatie wordt de locatie continu bezocht door professionals, journalisten en toeristen. Jaarlijks komen er meer dan 2.000 bezoekers.

Ze komen van over de hele wereld. We zijn erg blij met alle internationale erkenning. We hebben er veel moeite in gestoken en blijven dat doen om ons duurzaamheidsdoel te bereiken. We zijn een lange weg gegaan sinds we die eerste panelen op het zwembaddak sjouwden. - Leo Holm

Marstal Fjernvarme en Alfa Laval

Bij de start van de district zonneverwarmingsinstallatie in Marstal waren er enkele beginproblemen om het systeem volgens plan te laten draaien.

"Aanvankelijk kregen we de delta T niet goed – dat wil zeggen, de koeling van het water in het warmtenet," zegt Leo Holm, plantmanager van Marstal Fjernvarme. "Dit zijn problemen die inherent zijn aan district zonneverwarming, en Alfa Laval loste ze naar onze tevredenheid op."

"De problemen," zegt Alfa Laval service engineer Henrik Juul, "worden veroorzaakt door de lage temperaturen die worden gebruikt. Er is meestal slechts een verschil van twee graden Celsius tussen de primaire en secundaire zijde van de platenwarmtewisselaar, wat hoge eisen aan de unit stelt. De warmtewisselaarplaten van Alfa Laval hebben de hoge warmteoverdrachtsefficiëntie die nodig is om energie uit zonne-energie te winnen."

Op dit moment heeft Marstal Fjernvarme 10 Alfa Laval platenwarmtewisselaars geïnstalleerd om de zonne-energie van de zonnepanelen om te zetten in warmte die via het 32 kilometer lange warmtenet naar de 1.450 eindgebruikers in Marstal kan worden gedistribueerd. De warmtewisselaars scheiden ook het zonnestelsel van het warmtenet, een belangrijk aspect is om de glycole uit het zonnestelsel gescheiden te houden van het warmtenet. Er zijn drie gelaste warmtewisselaars en zeven pakkingsplaatwarmtewisselaars in verschillende maten.

We werken sinds 1995 met Alfa Laval, dus er was nooit twijfel over de keuze van hun warmtewisselaars toen we de installatie in 2003 upgraden. Inmiddels draaien we het nieuwe systeem vier seizoenen probleemloos. - Leo Holm

Platenwarmtewisselaars zijn de perfecte keuze in verwarmingsapplicaties die hoge eisen aan comfort, betrouwbaarheid en veiligheid moeten combineren, zoals bij warmtenetten. De platenwarmtewisselaars van Alfa Laval hebben een hoge warmteoverdrachtsefficiëntie en kunnen goed omgaan met drukverschillen.