حماية أنظمة الطاقة الشمسية من الهجمات السيبرانية بالاستشعار عن بعد (دراسة)

"حماية التقنيات أكثر أهمية من التقنيات ذاتها".. الأمر ذاته ينطبق على الطاقة الشمسية، فرغم أنها قطاع ما زال يشهد توسعات بنشر محطات ومزارع في أنحاء العالم، فإن تلك التوسعات تتطلب سُبل حماية من أيّ هجمات إلكترونية قد تعرقل سير عملها.

وطرحت دراسة بحثية تقنيات جديدة لحماية مزارع الطاقة الشمسية من الهجمات الإلكترونية من شأنها تعطيل الإنتاج أو أنظمة الألواح.

ويرجّح باحثو الدراسة أنها الأولى من نوعها في هذا المضمار؛ ما دفعهم لطلب الحصول على براءة اختراع أميركية لابتكارهم جهاز استشعار يرصد الهجمات السيبرانية على محطات ومزارع الطاقة الشمسية.

تقنيات حماية الطاقة الشمسية

ابتكرت دراسة أعدّها باحثون بجامعة جورجيا الأميركية نظام استشعار يرصد أيّ هجمات إلكترونية وسيبرانية محتملة على أنظمة عمل محطات ومزارع الطاقة الشمسية.

ويتولى نظام الاستشعار مراقبة المكونات الكهربائية الرئيسة للمحطات والمزارع، للوقوف على أيّ هجمات سيبرانية وقت حدوثها، ومنعها.

فبينما تعتمد إلكترونيات الكهرباء (تطبيقات التحكم في الكهرباء وتحويلها) -بصورة عامة- على أجهزة استبدال أشباه الموصلات، حتى تتمكن من التحكم في تدفق الكهرباء لتحويلها من صورة إلى أخرى، تُحوّل تلك الإلكترونيات تيار الألواح الشمسية الكهروضوئية المباشر إلى تيار متردد يمكن استخدامه في الشبكات الكهربائية.

لكن وزارة الطاقة الأميركية قدّرت إمكان إسهام تلك الإلكترونيات في تدفق 80% من الكهرباء، بحلول عام 2030.

وهنا يبرز دور التقنيات الجديدة التي توصلت إليها الدراسة، المنشورة بالموقع الإلكتروني لمبادرة الشبكة الذكية لمعهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات، بابتكار نظام استشعار يرصد العمليات غير المعتادة في أجهزة التحويل الإلكتروني للكهرباء.

وتقوم تقنية حماية محطات ومزارع الطاقة الشمسية من الهجمات السيبرانية على نظام استشعار يرصد بصورة لحظية أيّ عيوب في عملية التحويل الإلكتروني للكهرباء، عبر نظامَي استشعار، أحدهما للجهد والآخر للتيار.

ويخضع نظام الاستشعار للتزويد بتقنيات تسمح بالتفرقة بين عمليات التحويل الإلكتروني المعتادة للكهرباء وعيوب الدائرة المفتوحة أو القصيرة، وبين الهجمات السيبرانية.

• تقنية جديدة في الطاقة الشمسية يتوصل إليها باحثون بجامعة الملك عبدالله
• إنتاج النفط بواسطة الطاقة الشمسية.. تقنية جديدة تتبناها مصر

نظام استشعار مميز

تتميز الدراسة التي أعدّها باحثو جامعة جورجيا عن السبل المعتادة لرصد أشكال الموجات الكهربائية غير الطبيعية، بتجربة تطبيق تقنيات الدراسة على مزرعة للطاقة الشمسية.

وتبيَّن بالتجربة أن نظام الاستشعار المبتكر مُزوّد بمهارات أكثر دقة في رصد الهجمات السيبرانية على محطات ومزارع الطاقة الشمسية.

ويعكف جهاز استشعار صغير الحجم ومرتبط بمحول الكهرباء على تزويد الحواسيب الآلية ببيانات أشكال الموجات الكهربائية التي يقوم بجمعها، حتى تنتبه أجهزة الاستشعار لنشاط أيّ محاولات للهجوم على التيار الكهربائي خلال عمليات التحويل في أجهزة إلكترونيات الكهرباء.

ويملك نظام الاستشعار القدرة على تحديد نوعية الهجوم، أو تشخيص الخطأ الذي واجهته عملية تحويل الكهرباء.

واستنادًا لتميز تقنياتهم، سعى باحثو الدراسة للحصول على براءة اختراع أميركية لتقنية نظام الاستشعار التي توصلوا إليها لحماية الأنظمة الشمسية في عمليات التصنيع والمباني والمنازل الذكية.

وتعدّ دراسة باحثي جامعة جورجيا والنتائج التي توصلت إليها ضمن مشروع ضخم برعاية وزارة الطاقة الأميركية، يضم جهود جامعات ومختبرات عدّة.

وتتولى جامعة أركنساس الأميركية قيادة تلك الجهود التي تهدف لتطوير تقنيات حماية شبكات الطاقة الشمسية من الهجمات السيبرانية.

• الري بالطاقة الشمسية.. هل يقلل اعتماد أفريقيا على الواردات الغذائية؟

رصد الهجمات السيبرانية

أكد أستاذ الهندسة في جورجيا باور -الذي قاد البحث- وينزهان سونغ، أن فكرة الدراسة جاءت عقب رصد القلق المتزايد تجاه مهاجمة القراصنة للمحولات التي توصل مزارع الطاقة الشمسية بشبكات الكهرباء.

وأضاف أنه رغم إمكان التحكم بمحولات إلكترونيات الكهرباء المستخدمة في مزارع الطاقة الشمسية الحديثة التي رُبِطَت بالشبكة عن بعد، فإن هناك مخاوف من تعرّض مرحلة الاتصال بشبكات الإنترنت خلال عمليات التحويل الكهربائي لهجمات سيبرانية، وفق نتائج الدراسة المنشورة بمركز الأخبار الرسمي للجامعة.

وأوضح سونغ أنه وفقًا لتقديرات الباحثين، تعدّ تلك التقنية هي الأولى من نوعها، مشيرًا إلى أن عدّادات الكهرباء المنزلية ترصد قراءتها بصورة دورية كل 15 دقيقة، بينما يتولى نظام الاستشعار المبتكر في الدراسة التقاط 10 آلاف عينة عشوائية كل ثانية.

وشارك في الدراسة الأستاذ المساعد جين يي، وطالِبا الدكتوراه جينان زانغ وستيفن جيمس كوشات، والباحث في مرحلة ما بعد الدكتوراه بجامعة جورجيا والأستاذ الباحث بجامعة تونغجي الصينية لولو غيو.

اقرأ أيضًا..

• صادرات الغاز المسال الأميركية تقفز 50% إلى مستوى قياسي
• هل تُسهم الطاقة النووية في استغناء بريطانيا عن الإمدادات الروسية؟
• السيارات الكهربائية.. هل تنصاع الشركات لخطط تبديل البطاريات الصينية؟
• الغاز المسال.. الجزائر والمغرب والسعودية ضمن 6 دول تنتظر طفرة (تقرير)