Les micro-réseaux sont des structures de réseau plus petites et indépendantes, par opposition aux réseaux de distribution suprarégionaux. Ils reposent sur l'idée de produire de l'énergie de manière décentralisée et autosuffisante dans la mesure du possible. En cas de surplus d'énergie dans le micro-réseau individuel, celui-ci est virtuellement connecté au réseau public pour équilibrer la charge. Les composants du micro-réseau lui-même contribuent également à équilibrer la charge. La batterie de masse, ainsi que les batteries bidirectionnelles des VE, agissent comme des interconnecteurs centraux des flux d'énergie fluctuant dans le temps entre les générateurs (PV et PCCE) et les consommateurs (locataires et e-mobilité). L'énergie excédentaire est stockée, équilibrant la charge, et peut être réintroduite ultérieurement dans le micro-réseau pour être consommée lorsque l'offre est faible et la demande élevée.
À la Baumwollspinnerei, CENERO, en collaboration avec le projet européen SPARCS, met en œuvre un concept de micro-réseau avec différents composants, interconnectés par la gestion numérique de la charge et de l'énergie, afin de garantir une efficacité maximale. Ces composants comprennent une centrale photovoltaïque (PV), un système de cogénération, des batteries de masse et des points de charge bidirectionnels. La centrale photovoltaïque, située sur le toit de l'un des bâtiments, alimente le micro-réseau en énergie renouvelable, qui peut être soit directement utilisée par les locataires, soit stockée, soit injectée dans le réseau public. L'unité de cogénération peut être utilisée comme système de secours lorsque l'alimentation photovoltaïque est insuffisante et que le stockage est vide. La charge bidirectionnelle des VE est de type prosommateur. En tant que consommateur, le VE bidirectionnel offre une mobilité durable en consommant l'énergie renouvelable (de la centrale PV), qui est temporairement stockée dans sa batterie, tandis qu'en tant que producteur ou générateur, il peut alimenter le réseau avec l'énergie stockée lorsque la demande est excessive.
Une autre composante de l'utilisation efficace de l'énergie dans le réseau est le pilotage intelligent de l'approvisionnement en chaleur en réponse à la demande. Des thermostats intelligents sont installés et communiquent des informations sur la demande de chauffage de certaines zones locatives. Ils sont également capables d'apprendre intelligemment les conditions environnantes et de les intégrer dans le processus de chauffage. Ainsi, le potentiel d'accumulation de chaleur des murs historiques fait partie du processus de chauffage. S'il n'y a plus de demande de chaleur, le matériel le communique à la vanne de direction correspondante et le système de pompe, qui distribue la chaleur, est arrêté.
Le défi réside dans l'interconnexion numérique entre tous ces générateurs, consommateurs, systèmes de stockage et le réseau public qui en découle. D'un point de vue technique, elle n'est ni suffisamment normalisée ni suffisamment testée. Un concept de gestion de la charge pour l'interconnexion efficace de l'autoproduction et de la consommation est nécessaire dans le réseau local, et une interface numérique pour la coordination du transfert d'énergie du réseau de distribution et vice versa doit être mise en œuvre.
La charge du réseau électrique est en constante augmentation en raison des fluctuations toujours plus importantes de l'entrée et de la sortie d'énergie. Comme la bande de fréquence d'un réseau électrique stable est très étroite, la quantité d'énergie dans le réseau doit être aussi constante que possible. La régulation d'un apport ou la consommation supplémentaire d'énergie peut rendre cela possible. Pour que cela se fasse en temps réel et de manière compatible avec le système, la gestion numérique de la charge est un élément central des réseaux électriques d'avenir. À l'interface entre les réseaux de zone et les grands réseaux de distribution, les quantités d'énergie peuvent être échangées à plus grande échelle, ce qui favorise la stabilité des micro-réseaux régionaux.
La possibilité d'éviter les pics de charge et les achats d'électricité coûteux grâce à une production propre optimisée joue un rôle majeur dans la faisabilité économique de la gestion de la charge. L'intégration de la gestion de la charge pour la stabilité du réseau améliore également le potentiel d'efficacité du réseau en identifiant les différents types de demandes et en dirigeant le flux d'énergie vers des zones spécifiques, afin d'éviter tout gaspillage au sein du micro-réseau dans son ensemble. Par exemple, en surveillant la production, l'allocation et la demande, la forte capacité de l'énergie photovoltaïque produite à midi peut être orientée pour être utilisée pour le fonctionnement d'un système de climatisation (qui est très demandé à midi). Dans de nombreux cas, l'énergie qui est normalement considérée comme un déchet, peut être utilisée de manière proactive ailleurs dans le système, comme c'est souvent le cas avec l'énergie thermique - le système de cogénération est un bon exemple d'utilisation suffisante de l'énergie thermique comme biproduit.
Pour assurer la connectivité nécessaire entre les producteurs et les consommateurs individuels et l'interface du réseau public, des capteurs et des compteurs intelligents lisibles à distance sont installés sur le site. Le protocole de communication numérique utilisé est le système radio sans fil innovant LoRaWAN. Il est très efficace pour la couverture numérique de grands ensembles immobiliers en raison de la longue portée et de la faible consommation d'énergie des émetteurs et récepteurs individuels. Cette technologie de capteurs est couplée à cenero.one, le système de gestion de l'énergie propre à l'entreprise, et à un système de gestion de la charge, à l'aide d'une plateforme logicielle centrale. Grâce à une combinaison de logiciels et de matériels, spécialement calculés en collaboration avec Stadtwerke Leipzig, le micro-réseau est couplé au réseau public en amont.
Cenero.one vous offre une vue graphique, facile à analyser, de la production et de la consommation de toutes vos sources d'énergie sur une seule plateforme, vous permettant de faire des comparaisons directes et de gérer l'équilibrage du réseau sans effort. Des systèmes d'alerte automatisés, liés à une fonction de notification, peuvent être activés pour vous informer de toute charge inhabituelle produite ou consommée. Le potentiel d'apprentissage du logiciel lui permet de prévoir des modèles assez précis pour l'utilisation future, ce qui vous permet d'établir des stratégies pour les flux d'énergie à l'avance. La plateforme facilite également la détection et la localisation des pertes. Un autre avantage est la précision et la transparence des données disponibles nécessaires à la facturation de la consommation des locataires, un point essentiel à prendre en compte dans un micro-réseau.