Laboratorio Comunitario para la Transición Energética

Seamos cofundadores del Laboratorio Comunitario para la Transición Energética

a la insurrección energética de Puerto Rico

Objetivo

Un campus de investigación por una transición eco-social justa.

Propuesta

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Proponemos la creación del Laboratorio Comunitario para la Transición Energética, un esfuerzo científico pionero que apoyará la transición energética justa en Puerto Rico y más allá. Casa Pueblo es un líder mundialmente reconocido en sostenibilidad, con décadas de defensa ambiental, proyectos precursores de microrredes e iniciativas energéticas impulsadas por la comunidad. Atrae a académicos, científicos, ingenieros, líderes de la industria y organizadores comunitarios de todo el mundo que buscan colaborar, aprender y llevar ideas e inspiración a sus comunidades e instituciones de origen.

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El Laboratorio Comunitario para la Transición Energética de Casa Pueblo ampliará y formalizará estas capacidades al proporcionar un lugar donde la investigación aplicada, la educación y la cultura se intersecan con la acción comunitaria. Este campus de laboratorio será un lugar donde la academia y la industria puedan realizar investigaciones prácticas en condiciones del mundo real, y donde las organizaciones y grupos comunitarios puedan obtener información y participación directa en proyectos energéticos. Los estudiantes obtendrán experiencia práctica en proyectos energéticos de vanguardia, mientras que otras comunidades podrán aprender directamente de nuestra experiencia en la implementación de soluciones de energía renovable. Con información basada en datos y demostraciones prácticas, este laboratorio servirá como un centro de conocimiento y un catalizador para acelerar la implementación de soluciones de energía limpia en toda la región, asegurando que las lecciones aprendidas en Adjuntas impulsen transiciones energéticas sostenibles a nivel global.

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En esencia, esta iniciativa se basa en los siguientes pilares:

Investigación aplicada: Demostración de investigación aplicada en áreas como tecnología de microrredes y redes, resiliencia energética, integración de energías renovables y eficiencia energética a través de experimentación en condiciones del mundo real en áreas propensas a condiciones climáticas extremas.

Educación y desarrollo de la fuerza laboral: Capacitación práctica para estudiantes y miembros de la comunidad para desarrollar experiencia en sistemas de energía sostenible. Formación de una fuerza laboral con el conocimiento y las herramientas necesarias para liderar la transición energética en Puerto Rico y más allá, asegurando un acceso equitativo a energía limpia y confiable.

Orientación para la transición energética: Proporcionar orientación experta a organizaciones y pequeñas empresas sobre el desarrollo de microrredes, integración de energías renovables y estrategias de resiliencia energética.

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La necesidad de este centro:

Los desafíos en esta región son múltiples. Problemas de justicia energética, vulnerabilidad ante desastres, una red eléctrica envejecida, altos costos de electricidad y un apoyo gubernamental insuficiente han dejado a muchas comunidades en crisis. El Laboratorio de Innovación de Energía Viva de Casa Pueblo se enfoca en soluciones de energía renovable descentralizada que ayudarían a abordar estos problemas y construir un futuro energético resiliente y equitativo para la región. La capacidad del laboratorio para evaluar soluciones novedosas en microrredes existentes, utilizando equipos reales que sirven a la comunidad, facilitará el desarrollo de tecnologías y enfoques innovadores que puedan replicarse en otros lugares.

Más de 400 instalaciones solares y de microrredes: Este mapa destaca las instalaciones solares completadas por Casa Pueblo y sus socios, diseñadas para mejorar la resiliencia comunitaria y promover la justicia energética en Puerto Rico.

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Resiliencia ante desastres naturales: El Caribe, especialmente Puerto Rico, es altamente susceptible a huracanes y otros eventos de alto impacto que causan grandes interrupciones eléctricas y daños materiales. El huracán María devastó la red eléctrica de Puerto Rico en 2017, resultando en el apagón más largo en la historia de los Estados Unidos y sus territorios. Este evento expuso la fragilidad de la infraestructura eléctrica de la isla, afectando desproporcionadamente a las comunidades de bajos ingresos. Las áreas rurales fueron las más afectadas, con algunas zonas sin electricidad durante más de un año. A medida que el cambio climático intensifica los eventos climáticos extremos, el Caribe soporta los costos más altos a pesar de su mínima contribución a las emisiones globales. El Laboratorio de Innovación de Energía Viva es crucial para preparar una fuerza laboral a través de capacitación práctica e investigación que permitirá a las comunidades construir y mantener sistemas energéticos descentralizados y resilientes. Esta iniciativa demostraría cómo las microrredes y otras soluciones de energía distribuida pueden garantizar una recuperación más rápida y un suministro de energía sostenido durante y después de tales eventos. A través de datos recopilados de redes de sensores, podemos evaluar la operación de la red y las microrredes durante eventos extremos y, más importante aún, evaluar en un entorno real estrategias para resistir eventos extremos mientras se suministra energía a instalaciones críticas. A través de ejemplos concretos, empoderamos a las comunidades locales para liderar la transición hacia un futuro más sostenible y preparado para desastres.

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Promoviendo la justicia energética para comunidades desfavorecidas: La energía poco confiable y costosa es una carga para las comunidades históricamente marginadas en Puerto Rico y otros lugares del Caribe. Iniciativas anteriores de Casa Pueblo han demostrado el potencial de los proyectos energéticos liderados por la comunidad para lograr independencia y resiliencia energética. Este nuevo proyecto puede amplificar esos esfuerzos al desarrollar modelos escalables que prioricen la distribución equitativa de energía. Por ejemplo, se prevé que la microrred de la plaza del pueblo opere como un productor de energía independiente para los negocios participantes. Esto representa un cambio de paradigma en cómo se genera y vende la electricidad. Un modelo de reinversión asegura la continuidad y expansión de esta iniciativa, permitiéndole llegar a más comunidades necesitadas, priorizando a las más vulnerables. Estos marcos novedosos de mercados eléctricos serán desarrollados y compartidos con la comunidad en general para ser replicados en otras regiones.

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Infraestructura energética envejecida: La infraestructura energética de Puerto Rico está notablemente obsoleta, con una edad promedio de las plantas generatrices de 44 años, y una red de distribución y transmisión débil, lo que la hace más vulnerable a fallas. Nuestro laboratorio aplica investigación orientada a tecnologías descentralizadas, resilientes y limpias, transitando de sistemas centralizados basados en combustibles fósiles a fuentes de energía renovable localmente disponibles. Durante eventos extremos, esta infraestructura frágil, cuando falla, provoca apagones generalizados, como los experimentados múltiples veces en la isla. Las microrredes y las microrredes interconectadas ofrecen una alternativa viable para fortalecer el acceso confiable a la electricidad sin requerir grandes inversiones en el refuerzo de los sistemas de distribución o transmisión. El proyecto de microrredes interconectadas de Casa Pueblo tiene como objetivo demostrar, a escala, la resiliencia obtenida al aprovechar los recursos energéticos locales, como la energía solar, junto con el almacenamiento de energía y la interconexión de microrredes para que puedan apoyarse mutuamente durante eventos extremos.

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Altos costos de electricidad:

Los puertorriqueños tienen una de las tarifas eléctricas más altas en Estados Unidos y sus territorios, exacerbando las dificultades económicas de hogares y negocios. Nuestro laboratorio puede identificar alternativas rentables a las fuentes de energía tradicionales, potencialmente reduciendo los costos de electricidad y aliviando la carga financiera de residentes y comerciantes.

Un campus de investigación

Los desafíos de la región requieren soluciones energéticas confiables, asequibles y descentralizadas. Casa Pueblo ha sido un pionero en la transición energética renovable de Puerto Rico, instalando por más de dos décadas más de 400 sistemas descentralizados con un enfoque en comunidades de bajos ingresos y vulnerables. Aunque las microrredes de Casa Pueblo han sostenido comunidades y salvado vidas durante crisis, también tienen el potencial de ser utilizadas como laboratorios del mundo real para avanzar en el estudio de la resiliencia energética y la energía renovable.

casa pueblo Plaza de la Independencia Energética
Casa Pueblo de Adjuntas Puerto Rico nuava fundacion para el Laboratorio Comunitario para la Transición Energética

Plaza de la Independencia Energética: Es una de las principales instalaciones del Centro y se compone de dos microrredes con una configuración flexible para operar conectadas a la red, en modo isla o interconectadas. Esta será una de las principales instalaciones para experimentar y realizar investigación aplicada.

Microrredes de Adjuntas Pueblo Solar: Dos microrredes alimentan negocios en la plaza del pueblo con 1MWh de almacenamiento de energía y 200kW de energía solar fotovoltaica, proporcionando monitoreo energético en tiempo real y mayor resiliencia durante eventos extremos. Los datos recopilados de la energía solar, el almacenamiento de energía y los negocios participantes han sido utilizados para múltiples publicaciones científicas por universidades e institutos de investigación asociados. Esta microrred está diseñada para funcionar como un mercado eléctrico fuera de la red. La colaboración con la industria y las instituciones académicas nos permitirá avanzar en mercados fuera de la red que puedan ser replicables en otras regiones.

casa pueblo
casa pueblo
Microrredes interconectadas

Primera interconexión de microrredes en Puerto Rico al vincular la microrred de Casa Pueblo con la nueva microrred de la Plaza de la Independencia Energética. Este arreglo energético es un ejemplo de investigación de vanguardia que ya está ocurriendo y que planificamos fortalecer con colaboraciones académicas bajo el nuevo Laboratorio Vivo de Innovación Energética.

casa pueblo

La Plaza de la Independencia Energética, junto con las microrredes de Adjuntas Pueblo Solar, están sirviendo a negocios y hogares reales, y los datos recopilados y la flexibilidad de su configuración permitirán a investigadores y estudiantes explorar temas de investigación que incluyen:

  • Control avanzado de microrredes y redes en modos isla, conectado a la red e interconectado.
  • Pronósticos basados en datos para la generación solar y la demanda de carga.
  • Estrategias de respuesta a la demanda para equilibrar las cargas comunitarias de manera eficiente.
  • Comercio de energía dentro de una red de microrredes.
  • Desarrollo de protocolos para la operación coordinada entre microrredes.
  • Evaluación de soluciones de interconexión CA frente a CC.

Además, la Resiliencia Climática y el Impacto Comunitario se integrarán en un enfoque multidisciplinario con:

  • Evaluación basada en datos de la confiabilidad de las microrredes durante eventos climáticos extremos.
  • Estudios de caso sobre la adaptación comunitaria a soluciones de energía renovable.
  • Investigación sobre el impacto social del acceso a la electricidad, los beneficios económicos y las mejoras en la calidad de vida.
  • Análisis del comportamiento en la adopción de eficiencia energética y la gestión de la demanda.

Estas instalaciones ya han sido utilizadas para publicar diversas investigaciones en IEEE y otras revistas, y conferencias revisadas por pares. La lista de publicaciones está disponible aquí:

[https://www.ornl.gov/content/resources-1].

Educación, desarrollo de la fuerza laboral y apoyo comunitario

La educación es el corazón de esta iniciativa. Al fomentar intercambios entre estudiantes y la comunidad, crearemos un entorno de aprendizaje práctico e inmersivo que conecta a estudiantes, investigadores y residentes con un ecosistema colaborativo. Los estudiantes obtendrán experiencia de primera mano en la implementación de energía renovable y esfuerzos de sostenibilidad impulsados por la comunidad.

El desarrollo de la fuerza laboral es un componente fundamental para la adopción generalizada de tecnologías de energía renovable. Estos son sistemas complejos que requieren conocimiento especializado en diseño eléctrico, control, comunicaciones, inversores y tecnologías de baterías. Las lecciones aprendidas de proyectos de microrredes del mundo real pueden abordar una brecha crítica de habilidades: la falta de experiencia local disponible para la resolución de problemas y la instalación. Con nuestras instalaciones existentes, proporcionamos capacitación práctica basada en equipos reales dentro de sistemas completamente operativos. Este aprendizaje práctico asegura que los estudiantes adquieran la experiencia y las habilidades necesarias para gestionar, solucionar problemas y hacer crecer la infraestructura distribuida de Puerto Rico de manera efectiva e independiente.

Durante décadas, Casa Pueblo ha recibido a estudiantes y miembros de la facultad involucrados en trabajos de acción comunitaria. Este centro se basa en ese legado para establecer un programa estructurado que brinde a los estudiantes visitantes exposición a sistemas energéticos y sus conexiones con la comunidad. Más que un espacio de aprendizaje, es una plataforma de solidaridad, donde apoyamos y acompañamos a miembros de la comunidad, líderes y defensores que trabajan hacia transiciones energéticas justas en Puerto Rico y a nivel global.

Cientos de personas se reunieron para la inauguración de la microrred de la Plaza de la Independencia Energética, demostrando cómo la comunidad abraza y utiliza estos espacios. Diseñada para servir como un centro de resiliencia durante eventos extremos, la plaza también desempeñará un papel clave en la capacitación de la fuerza laboral para la transición energética.

Orientación para la transición energética

Sabemos que iniciar una microrred y un proyecto impulsado por la comunidad puede ser una tarea abrumadora, ya que requiere la coordinación de múltiples componentes y sistemas para garantizar su plena funcionalidad. Enfocándonos en las microrredes, muchos proyectos fracasan, no por falta de tecnología, sino por desafíos de integración: son casos en los que todas las partes individuales están instaladas y operativas de manera independiente, pero el sistema nunca se enciende con éxito debido a enlaces faltantes en la comunicación, el control o la interoperabilidad. Los proyectos impulsados por la comunidad tienen una alta tasa de fracaso debido a la falta de capacitación, mantenimiento y propiedad. A través de años de experiencia práctica, hemos desarrollado pericia a partir de cientos de instalaciones en el mundo real, que van desde sistemas residenciales a pequeña escala hasta microrredes comunitarias de gran escala. Este conocimiento acumulado nos permite identificar y abordar brechas críticas de integración, asegurando que los proyectos de microrredes pasen del concepto a la realidad sin contratiempos costosos. Nuestro enfoque enfatiza el diseño holístico del sistema, las pruebas en el mundo real y la creación de capacidad local para generar soluciones energéticas resilientes y completamente operativas.

Por qué este campus de investigación es importante

A pesar de la necesidad urgente de soluciones energéticas resilientes, incluidas las microrredes que aprovechen los recursos disponibles localmente como la energía solar, estamos viviendo en una era donde la investigación sobre energía renovable, ciencia climática y justicia energética está cada vez más amenazada. Los fondos para la investigación climática están siendo recortados y los programas de subvenciones que priorizan los beneficios comunitarios están siendo rechazados o cancelados. Estos contratiempos no solo obstaculizan la investigación para abordar la crisis climática y la búsqueda de soluciones para el cambio climático, sino que también desempoderan a los estudiantes que aspiran a impulsar cambios positivos a través del desarrollo sostenible. Las comunidades históricamente marginadas son las más afectadas, ya que quedan aún más excluidas de las soluciones y los avances tecnológicos, profundizando las desigualdades históricas en el acceso a la energía y las oportunidades económicas.

Es por ello que la iniciativa de Casa Pueblo es crítica en este momento. Conduce la innovación a nivel local y comparte innovaciones a escala global. Existe una necesidad urgente de soluciones de investigación aplicada que aborden directamente los desafíos apremiantes de la energía limpia y resiliente, tanto en Puerto Rico como en todo el mundo. Este centro fomenta avances que empoderan a las comunidades, facilitan la justicia energética y aceleran la transición hacia un futuro sostenible.

No obstante, esto será mucho más que un centro de investigación: generará conocimiento y lo comunicará a través de la educación, forjando alianzas con líderes de la industria, universidades y organizaciones que reconocen la necesidad crítica de continuar con la investigación y el desarrollo en tecnologías de energía limpia. A diferencia de los laboratorios tradicionales, nuestra iniciativa integra la investigación y la innovación directamente dentro de una comunidad viva, acelerando la transición de modelos teóricos y simulaciones a soluciones escalables del mundo real que pueden dar forma al futuro de la energía y convertirse en una referencia para la academia, la industria y otras comunidades en todo el mundo.

Microrredes e instalaciones existentes:

La microrred de Casa Pueblo, la microrred de la Plaza de la Independencia

Energética y las microrredes de la Plaza del Pueblo, junto con otras 400 instalaciones solares en el municipio, están en operación y permiten la recopilación de datos. Estas infraestructuras existentes sirven a hogares, negocios y centros comunitarios, y proporcionan la base para futuros avances en redes de microrredes, resiliencia e investigación en electrónica de potencia.

  • Microrredes de Adjuntas Pueblo Solar: 200 kW de capacidad fotovoltaica instalada y 1MWh de almacenamiento de energía dividido en dos microrredes que sirven a múltiples negocios.
  • Microrred de la Plaza de la Independencia Energética: 60 kW de generación solar y 100kWh de almacenamiento de energía, sirviendo a un hogar y un centro de resiliencia comunitaria.
  • Casa Pueblo: 14 kW de generación solar, 20kWh de almacenamiento de energía, alimentando el edificio de Casa Pueblo durante huracanes como María y Fiona.
  • Espacio de Laboratorio: Casa Pueblo tiene una residencia para albergar a estudiantes e investigadores en sus edificios.

Casa Mariposa: Una residencia con 6 habitaciones, baño, cocina y energía segura e Internet por Fibra Óptica/Satélite.

Participación

Seamos cofundadores del Laboratorio Comunitario para la Transición Energética

El Laboratorio Vivo de Innovación Energética se basa en décadas de experiencia en sostenibilidad e inversiones multimillonarias en microrredes solares, ofreciendo una oportunidad única para aprender de la transición energética que se está desarrollando en Puerto Rico. Se erige como un ejemplo concreto de cómo las prácticas impulsadas por la comunidad, la investigación y la innovación pueden promover una transformación real, demostrando que la tecnología no debe permanecer confinada a los laboratorios, sino que debe contribuir activamente a la resiliencia energética, la descarbonización y el acceso equitativo a la energía globalmente.

Solicitud de Financiamiento: Conviértase en un Socio Fundador del Laboratorio Comunitario para la Transición Energética de Casa Pueblo.

Para establecer el Laboratorio Comunitario para la Transición Energética, estamos buscando financiamiento de $425,000 para los primeros dos años. Este centro aprovecha millones de dólares en inversión y estos sistemas instalados servirán como aprendizaje práctico, investigación e innovación para los sistemas de energía renovable. El financiamiento requerido cubrirá la contratación del director del centro, un investigador experimentado con más de una década de experiencia en proyectos de energía renovable a gran escala y el desarrollo de laboratorios de vanguardia en instituciones de gran reputación. Igualmente, viabilizará la adquisición de equipos de laboratorio esenciales para iniciar operaciones, y la cobertura de costos administrativos iniciales. Las universidades que contribuyen a esta iniciativa tienen acceso a instalaciones de laboratorio para estudiantes, permitiéndoles participar en programas educativos o colaboraciones de investigación formal. Para organizaciones sin fines de lucro, este laboratorio presenta una oportunidad para contribuir directamente al desarrollo de la fuerza laboral y las iniciativas de resiliencia energética, empoderando a la próxima generación de investigadores y profesionales para impulsar soluciones de energía limpia. Al apoyar esta iniciativa, pueden ofrecerles a las comunidades una herramienta de vanguardia que apoye sus proyectos energéticos y así avanzar hacia una transición justa.

Casa Pueblo

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