Resilient Systems, preguntas y respuestas con Jordan Cox: Espere lo inesperado con Resilient Systems

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Un sistema resiliente puede soportar interrupciones, mitigar pérdidas potenciales y recuperarse rápidamente. La planificación para un evento inesperado es un desafío importante, pero los investigadores del Laboratorio Nacional de Energía Renovable (NREL) en el Grupo de Ingeniería y Diseño de Sistemas Resilientes dentro del Centro de Seguridad y Resiliencia Energética están trabajando para abordarlo.

En esta entrevista, el investigador de resiliencia Jordan Cox describió el enfoque innovador de NREL para analizar las vulnerabilidades del sistema, medir el riesgo y mantener seguras a las comunidades.

¿Cómo se interesó en la energía renovable y qué lo llevó a NREL?

Soy un pato extraño en NREL. En la universidad, me interesé mucho en la pobreza energética, el acceso a la energía y la seguridad energética. Quería abordar estos problemas, así que obtuve un doctorado. en ingeniería nuclear como una solución prometedora para satisfacer las necesidades futuras. Sin embargo, a medida que evaluaba la economía de las fuentes de energía, me interesé más en la disponibilidad de energía renovable y cómo se puede implementar en comunidades realmente remotas. Eso es lo que me llevó a pasar de un entorno nuclear no tradicional a mi enfoque de energía renovable en NREL.

El acceso a la energía es un proceso interminable, incluso si se agrega energía renovable a la mezcla. Aunque estamos desplegando gigavatios de capacidad energética en los países en desarrollo, si continuamos al ritmo actual, es posible que para 2050 más personas se queden sin energía que las que hay hoy en día debido al crecimiento de la población.

¿Cómo funciona una evaluación de resiliencia?

Las evaluaciones de resiliencia son una parte importante de las actividades de investigación de nuestro Grupo de Ingeniería y Diseño de Sistemas Resilientes. Primero, utilizando una combinación de métodos cualitativos y cuantitativos, evaluamos los peligros, las amenazas y las vulnerabilidades para establecer una puntuación de riesgo para todo el sitio. El puntaje de riesgo se crea para diferentes activos y para diferentes tipos de eventos disruptivos, desde los que ocurren naturalmente hasta los provocados por el hombre. A continuación, ayudamos a las partes interesadas a redactar soluciones de mitigación para mejorar la postura de resiliencia de su sitio a lo largo del tiempo, y trabajamos para analizar cómo las inversiones pueden reducir las puntuaciones de riesgo generales. Una de las primeras cosas que observamos es agregar activos de energía para garantizar que haya energía de respaldo disponible o que haya suministro de energía en el sitio, pero también examinamos cosas como el agua, el transporte y los sistemas de comunicación para crear un conjunto holístico de soluciones.

¿Cuál es un proyecto actual que te entusiasma?

En un proyecto reciente, nos asociamos con los equipos de análisis climático interno del cliente para ayudar a comprender la resiliencia de ciertas instalaciones. Con acceso a sus sólidos conjuntos de datos climatológicos, pudimos refinar nuestro análisis para detectar vulnerabilidades de resiliencia en los sitios que no hubiéramos visto sin los datos. También tenemos algunos proyectos relacionados con la economía de la resiliencia que realmente impulsarán los cálculos de costo-beneficio de la resiliencia. Esta investigación puede ayudar a los tomadores de decisiones a invertir en soluciones de mitigación ahora para prevenir impactos en el futuro.

¿Qué métricas se utilizan para valorar la resiliencia?

Las métricas de resiliencia son un área de investigación activa y, a menudo, se incluyen en el rendimiento del sistema o en las métricas basadas en atributos. Es posible tomar métricas de confiabilidad y traducirlas a escenarios extremos para producir métricas de resiliencia. Las métricas más específicas de resiliencia incluyen los costos de recuperación, la pérdida anual esperada y las magnitudes de las interrupciones, definidas por la cantidad de clientes y días sin energía. También estamos ampliando la carga social y los impactos en la comunidad de manera más amplia, así que esté atento a este espacio.

¿Puede dar un ejemplo de métricas de resiliencia?

La Oficina de Tecnologías de Construcción del Departamento de Energía financió una investigación para estimar el valor de la resiliencia para la eficiencia energética. Desarrollamos escenarios de olas de calor y frío extremos que se introdujeron en varios modelos de edificios en NREL, el Laboratorio Nacional del Noroeste del Pacífico y el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley para estimar si un edificio modelo mantendría una temperatura habitable para sus ocupantes si se quedara sin energía. El modelo reveló cómo el diseño de edificios energéticamente eficientes tiene el potencial de mejorar la capacidad de supervivencia en condiciones de temperatura extrema cuando se pierde la energía durante diferentes períodos de tiempo.

¿Qué herramientas tenemos para visualizar escenarios futuros y ayudarnos a prepararnos para lo que sigue?

No tengo todas las respuestas para esto, ya que es una gran pregunta. Estamos trabajando en evaluaciones de riesgo probabilísticas, análisis de Monte Carlo y volver a optarsimulaciones de alto nivel para reducir la brecha en esta investigación. También transformo las proyecciones de cambio climático en entradas de modelos de sistemas de energía. Estamos construyendo una biblioteca de eventos históricos y sintéticos que se pueden usar en herramientas de simulación como REopt™. Con los eventos sintéticos en particular, uno puede tomar grandes conjuntos de datos históricos de eventos climáticos extremos y aplicar el aprendizaje automático para recrearlos y luego ajustar los datos para que sean más representativos de los eventos relacionados con el cambio climático. Con suerte, esta investigación nos ayudará a comprender las condiciones futuras e informar nuestros diseños de sistemas para reducir los impactos en eventos futuros.

¿Cuáles son los retos u oportunidades de trabajar en una especialidad tan transversal?

Los investigadores del Centro de Seguridad y Resiliencia Energética trabajan con distintas tecnologías en el laboratorio. A menudo nos veo como un recurso interno al que cualquiera puede acudir cuando quiera aplicar análisis relacionados con la resiliencia a sus proyectos. Tenemos recursos que podemos proporcionar, como la literatura y los conjuntos de datos más recientes o más relevantes, y podemos recomendar metodologías de resiliencia o soluciones de mitigación que los proyectos podrían adoptar potencialmente. Dependiendo de la situación, podemos compartir recursos, o se puede agregar un experto en resiliencia al proyecto. De cualquier manera, escuchamos sobre muchas investigaciones diferentes que se están realizando en el laboratorio y pensamos de manera innovadora sobre cómo el análisis de resiliencia podría beneficiar esos proyectos, lo cual realmente disfruto.

¿Qué haces para divertirte fuera del trabajo?

Como la mayoría de los habitantes de Colorado, me encanta el senderismo, las carreras de senderos, el parapente y la escalada en roca. También cocino mucho, especialmente en el invierno cuando el aire libre es un poco menos accesible.

Artículo cortesía de Laboratorio Nacional de Energías Renovables.

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Y, sin más, nos vemos en una próxima noticia. ¡Nos vemos!

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