Farklı enerji kaynaklarının ileri teknoloji ağları, enerji üretiminde en yüksek verimliliği garanti eder. Hibrit enerji sistemleri merkezi ve yerel olmayan depolama şekillerinin birleşimi sayesinde akıllı ve düşük kayıp kontrolü, enerji tüketimini de sağlayabilir. Böyle bir enerji arz şebekesinin amacı, üretim ve tüketim arasında denge sağlamaktır. Bunu başarmak için, yenilikçi çözümler için yeni alanlar sunan, enerjinin üretimi, depolanması ve tüketimi ile bağlantılı çeşitli teknolojilerin kesintisiz entegrasyonu şarttır.
Hibrit enerji sistemleri, birbirini tamamlayan en az iki farklı enerji kaynağından oluşur. Geleneksel ve yenilenebilir enerji kaynaklarının olası kombinasyonları şehirler, ilçeler veya bireysel hane halkları için yenilikçi ve enerji açısından verimli bir çözüm sağlar.
Güneş enerjisi veya rüzgar enerjisi gibi özel olarak yenilenebilir enerji kaynaklarını bir araya getirirken, hibrit enerji sistemleri % 100 yenilenebilir enerji sağlayabilir ve ek esnekliği artırılabilir ve talebi karşılamak için uyum sağlayabilir. Bu alandaki yeni olasılıkların ve yeniliğin ortaya çıkmasını kolaylaştıran artan teknik ilerleme nedeniyle, hibrit enerji sistemleri için talep artmıştır. Şehirler, arz ve talebi verimli bir şekilde yönetmek, enerji güvenliğini artırmak için araçlar sunarken bu çözümlere özel ilgi gösterirler.
Hibrit bir enerji sistemi tamamen otomatiktir ve aşırı üretilen enerji için en az bir enerji işleme tesisi, bir kontrol sistemi ve bir kısa vadeli enerji depolama birimi içermektedir. Kapalı devre sistemi sayesinde aşırı enerji depolanır ve tüketim kontrol edilebilir. Hibrit Şehir Depolama adlı Fraunhofer projesi, Fraunhofer UMSICHT , Fraunhofer İMKB, Fraunhofer IOSB-AST ve Fraunhofer İSIT arasındaki bir işbirliğidir. Amaç, enerjiyi depolamak ve kullanmak için kentlerin muazzam potansiyelinden faydalanmaktır.
Şehirler, yerel ağdaki enerji arzı ve talebi arasındaki doğrudan dengeye aracılık eden değerli bir rol oynayabilir. Hem elektrik hem de ısı üretmeyi kapsayan yenilenebilir enerjiler merkezi ve merkezi olmayan elektrikli depolamaya ek olarak merkezi olmayan jeneratörler ve ek termal depolama yoluyla sağlanan yüklerle entegre edilmiştir.