Investigadores que protegen las tecnologías solares de los ciberataques

Una nueva investigación de la Universidad de Georgia sugiere un enfoque novedoso para salvaguardar un posible objetivo de un ataque cibernético: las granjas solares de la nación. En un estudio publicado en Transacciones IEEE en Smart Gridun equipo de la Facultad de Ingeniería de la UGA presentó un sistema de sensores que monitorea un componente eléctrico clave de las granjas solares en busca de signos de intrusión cibernética en tiempo real.

«Una preocupación creciente es que los piratas informáticos puedan explotar los convertidores que conectan las granjas solares con la red eléctrica», dijo WenZhan Song, profesor de ingeniería de Georgia Power Mickey A. Brown e investigador principal del estudio. «En las granjas solares modernas conectadas a la red, los convertidores de electrónica de potencia se pueden controlar de forma remota, pero esta conexión a Internet también amplía el potencial de los ataques cibernéticos».

En general, la electrónica de potencia utiliza dispositivos de conmutación de semiconductores para controlar y convertir el flujo de energía eléctrica de una forma a otra. Esta tecnología ha revolucionado la vida moderna al agilizar los procesos de fabricación, aumentar la eficiencia de los productos y mejorar la entrega de energía confiable de los servicios públicos.

En una granja solar, los dispositivos electrónicos de potencia convierten la electricidad de corriente continua (CC) generada por los paneles solares fotovoltaicos en electricidad de corriente alterna (CA) para su uso en la red eléctrica. El Departamento de Energía de EE. UU. estima que hasta el 80 % de la electricidad podría fluir a través de dispositivos electrónicos de potencia para 2030.

Para protegerse contra las amenazas cibernéticas, los investigadores de la UGA desarrollaron un sistema que puede detectar anomalías en las operaciones de un convertidor electrónico de potencia en tiempo real utilizando solo un sensor de voltaje y un sensor de corriente. Junto con los métodos de aprendizaje profundo, el sistema puede distinguir entre condiciones normales, fallas de circuito abierto, fallas de cortocircuito y ataques cibernéticos.

«Hasta donde sabemos, esto no se ha intentado antes», dijo Song.

Un pequeño dispositivo de sensor pasivo conectado al convertidor de potencia recopila datos sobre formas de onda eléctricas y envía la información a un monitor de computadora. Incluso si un ataque elude el firewall o el software de seguridad, los sensores detectarían una actividad inusual en la corriente eléctrica del dispositivo electrónico de potencia. El sistema también puede ejecutar pruebas de diagnóstico para determinar qué tipo de problema se ha producido.

«En su hogar, el medidor de energía generalmente toma una lectura cada 15 minutos», dijo Song. «Nuestro sistema está tomando 10.000 muestras cada segundo».

En comparación con los métodos de detección existentes que solo detectan formas de onda anormales, los investigadores de la UGA dicen que su sistema demostró ser más hábil para identificar ataques cibernéticos en las pruebas con un modelo de granja solar. Los investigadores también dicen que su sistema puede identificar nuevos tipos de ataques cibernéticos que no han sido programados en algoritmos de aprendizaje profundo.

Los investigadores presentaron una solicitud de patente en EE. UU. para su enfoque y señalaron que el sistema de sensores podría brindar protección contra ataques cibernéticos para sistemas de fabricación, edificios de oficinas e incluso hogares inteligentes.