La producción automatizada de paneles solares cristalinos asegura una fabricación más eficiente

La energía solar es una piedra angular en el cambio energético. Los paneles solares cristalinos dominan el mercado, ya que su eficiencia y durabilidad los convierten en la opción preferente dentro de la generación fotovoltaica. Para que puedan fabricarse de forma eficiente a gran escala se emplean procesos de fabricación automatizados. Desde el ‘stringing’ preciso de las células solares hasta el proceso de laminado y el control de calidad final: estos son los pasos más importantes de la fabricación.

Los paneles de silicio cristalino representan la tecnología fotovoltaica más extendida. Se componen de varias células solares fabricadas a partir de obleas de silicio. La oblea contiene silicio dopado que, con la adición de átomos de otros materiales, causa la separación de cargas eléctricas. Unos contactos metálicos finos —barras colectoras y líneas o dedos— conducen la electricidad creada. Los dedos de metal fino acumulan la electricidad por toda la superficie de la célula y la conducen hacia las barras colectoras, que la acumulan y sirven para el transporte ulterior.

Cada panel solar se compone de varias células fotovoltaicas. Para proteger las delicadas células de condiciones mecánicas o ambientales adversas se acomodan entre varias capas. La estabilidad frontal se consigue mediante un panel de vidrio; una lámina de polímero (generalmente, EVA = etilvinilacetato) sirve de material encapsulante. La parte trasera se compone de otra lámina de un polímero o de vidrio, en la que se ajusta también la caja de conexiones para dar salida a la corriente continua generada. Un marco de aluminio rodea el panel y facilita el montaje.

La fabricación de obleas de silicio es un proceso extremadamente especializado del que se suelen encargar empresas de alta tecnología, de modo que la fabricación del panel solar en sí comienza con la célula solar ya terminada, dopada y con su recubrimiento antirreflectante.

Paso 1. Conexión de las células solares: el string, tira o cadena

El primer paso en la fabricación del módulo es la interconexión de las diferentes células fotovoltaicas. Este proceso se denomina stringing o interconexión en tiras o cadenas: en este paso, las células se sueldan mediante tiras metálicas finas (cintas) con las barras colectoras. Las células se disponen en filas: las tiras, cadenas o strings. Este es un procedimiento sumamente preciso, ya que hay que evitar fracturas y grietas microscópicas en las delicadas células de silicio. El proceso de soldadura debe estar optimizado de tal manera que se reduzcan al mínimo las tensiones mecánicas y térmicas.

Paso 2. El corte y la colocación de las capas: el proceso de montaje

Una vez recortadas todas las capas del panel solar —el vidrio, la lámina de EVA, los strings y la lámina trasera— se superponen con precisión en el siguiente paso: el proceso de montaje. La colocación automática logra una exactitud en el posicionamiento de +/-0,1 mm.

Paso 3. Laminado

Tras la colocación se sellan las diferentes capas en una unidad estable y duradera: el laminado. El panel se calienta en un saco de vacío o una autoclave, normalmente a unos 140 °C mediante el empleo de presiones superiores o inferiores a la presión atmosférica (hasta 10 bares). Durante este proceso, la lámina de EVA, que inicialmente mostraba un aspecto blanco lechoso, se polimeriza para convertirse en una capa de polímero transparente con una conexión tridimensional. De esta manera, las células solares quedan selladas con el panel de vidrio y el panel trasero.

Paso 4. Acabado de cantos y enmarcado

Tras el laminado, se prepara el panel para su uso final. Primero se realiza una limpieza de cantos en la que se eliminan los restos sobresalientes de material, sobre todo de la lámina de EVA y de la lámina trasera. Seguidamente, se instala la caja de conexiones. En el último paso, al panel se le coloca su marco de aluminio para aportarle la necesaria estabilidad mecánica y facilitar el montaje. El marco se ajusta con silicona o con una tira adhesiva especial.

Paso 5. Control de calidad y clasificación

Antes de despachar el panel, se verifica su rendimiento y seguridad. Un simulador solar mide la curva IV mientras que la electroluminiscencia y las verificaciones de aislamiento reconocen cualquier defecto de material o de fabricación. Para terminar, se clasifican los paneles por escalas de rendimiento antes de empaquetarlos y distribuirlos.

El sector de la fabricación de paneles solares soporta una inmensa presión en cuanto a la reducción de costes. Aunque sube la demanda de las energías renovables, las subvenciones han disminuido en muchos países o se han suprimido completamente. Al mismo tiempo se recrudece la situación del mercado, sobre todo en competencia con las empresas asiáticas. Para mantener la competitividad, los fabricantes europeos, al igual que los demás, deben reducir sus costes de producción, pero sin ceder en calidad. Una forma de conseguirlo es con el empleo de equipos productivos usados. Para ello, pueden contar con la colaboración de Surplex a la hora de encontrar maquinaria y equipos de producción que les permitan mantener a raya dichos costes.

Hasta el 27 de marzo se encuentran a subasta diversas máquinas para la fabricación de paneles solares en Surplex.