Las microrredes son estructuras de red más pequeñas e independientes que las redes de distribución suprarregionales. Se basan en la idea de generar energía de forma descentralizada y autosuficiente siempre que sea posible. En caso de excedente de energía en la microrred individual, se conectan virtualmente a la red pública para equilibrar la carga. Los componentes de la propia microrred también ayudan a equilibrar la carga. La batería de masa, así como las baterías bidireccionales de los vehículos eléctricos, actúan como interconectores centrales de los flujos de energía que fluctúan temporalmente entre los generadores (fotovoltaicos y de cogeneración) y los consumidores (inquilinos y e-movilidad). El excedente de energía se almacena, equilibrando la carga, y posteriormente puede reintroducirse en la microrred para su consumo cuando la oferta es baja y la demanda alta.
En la Baumwollspinnerei, CENERO, junto con el proyecto de la UE, SPARCS, está implementando un concepto de microrred con varios componentes, interconectados a través de la gestión digital de la carga y la energía, para garantizar la máxima eficiencia. Estos componentes incluyen una planta fotovoltaica, un sistema de cogeneración, baterías a granel y puntos de carga bidireccionales. La planta fotovoltaica, situada en el tejado de uno de los edificios, suministra energía renovable a la microrred, donde puede ser utilizada directamente por los inquilinos, almacenada o inyectada en la red pública. La unidad de cogeneración puede utilizarse como reserva cuando el suministro fotovoltaico es insuficiente y el almacenamiento está vacío. La carga bidireccional de los vehículos eléctricos tiene un carácter prosumidor. Actuando como consumidor, el VE bidireccional ofrece una movilidad sostenible al consumir la energía renovable (de la planta fotovoltaica), que se almacena temporalmente en su batería, mientras que actuando como productor o generador, puede suministrar a la red la energía almacenada en los momentos en que la demanda es excesiva.
Otro componente incluido en el uso eficiente de la energía en la red es la dirección inteligente del suministro de calor en respuesta a la demanda. Se instalan termostatos inteligentes que comunican información sobre la demanda de calefacción de determinadas zonas de alquiler. También son capaces de conocer de forma inteligente las condiciones del entorno e integrarlas en el proceso de calefacción. Por lo tanto, el potencial de amortiguación del calor de los muros históricos forma parte del proceso de calefacción. Si ya no hay demanda de calor, el hardware lo comunica a la válvula de dirección correspondiente y el sistema de bombas, que distribuye el calor, se desconecta.
La interconexión digital entre todos estos generadores, consumidores, sistemas de almacenamiento y la posterior red pública es donde reside el reto. No está suficientemente estandarizada ni probada desde el punto de vista técnico. Se requiere un concepto de gestión de la carga para la interconexión eficiente de la autogeneración y el consumo en la red de área, y debe implementarse una interfaz digital para la coordinación de la transferencia de energía desde la red de distribución y viceversa.
La carga de la red eléctrica aumenta constantemente debido a las fluctuaciones cada vez mayores de la entrada y salida de energía. Como la banda de frecuencia de una red eléctrica estable es muy estrecha, la cantidad de energía en la red debe ser lo más constante posible. La regulación de una alimentación o el consumo adicional de energía pueden hacer esto posible. Para garantizar que esto se haga en tiempo real y de forma compatible con el sistema, la gestión digital de la carga es un componente central de las redes eléctricas preparadas para el futuro. En la interfaz entre las redes zonales y las grandes redes de distribución se pueden intercambiar cantidades de energía a mayor escala, lo que favorece la estabilidad de las microrredes regionales.
La posibilidad de evitar costosos picos de carga y compras de electricidad mediante la optimización de la generación de energía propia desempeña un papel importante en la viabilidad económica de la gestión de la carga. La integración de la gestión de la carga para la estabilidad de la red también mejora el potencial de eficiencia de la red al identificar diferentes tipos de demandas y dirigir el flujo de energía a áreas específicas, con el fin de evitar el desperdicio dentro de la microrred en su conjunto. Por ejemplo, al supervisar la generación, la asignación y la demanda, la alta capacidad de energía fotovoltaica generada al mediodía puede dirigirse para ser utilizada para el funcionamiento de un sistema de aire acondicionado (que tiene una alta demanda al mediodía). En muchos casos, la energía que normalmente se considera un residuo, puede utilizarse de forma proactiva en otra parte del sistema, como suele ocurrir con la energía térmica -el sistema de cogeneración es un buen ejemplo de uso suficiente de la energía térmica como biproducto-.
Para la conectividad necesaria entre los productores y consumidores individuales entre sí y la interfaz de la red pública, se instalan sensores y contadores inteligentes de lectura remota in situ. El protocolo de comunicación digital utilizado es el innovador sistema de radio inalámbrico LoRaWAN. Es muy eficaz para la cobertura digital de grandes conjuntos de edificios debido al largo alcance y al bajo consumo de energía de los transmisores y receptores individuales. Esta tecnología de sensores se acopla a cenero.one, el sistema de gestión de la energía propio de la empresa, y a un sistema de gestión de la carga, mediante una plataforma de software central. Mediante una combinación de software y hardware, calculada específicamente junto con Stadtwerke Leipzig, la microrred se acopla a la red pública de suministro.
Cenero.one le ofrece una visión gráfica y fácil de analizar de la producción y el consumo de todas sus fuentes de energía en una sola plataforma, lo que le permite realizar comparaciones directas y gestionar el equilibrio de la red sin esfuerzo. Los sistemas de alerta automáticos, vinculados a una función de notificación, pueden activarse para informarle si se producen o consumen cargas inusuales. El potencial de aprendizaje del software le permite pronosticar patrones bastante precisos para el uso futuro, lo que le permite elaborar estrategias para los flujos de energía por adelantado. La plataforma también facilita la detección y localización de pérdidas. Otra ventaja es la precisión y la transparencia de los datos disponibles necesarios para la facturación del consumo de los inquilinos, que es un punto vital a tener en cuenta en una microrred.