La fabricación de paneles solares: procesos clave y desafíos del sector

Con una participación del 11% en la producción de energía de la Unión Europea, la energía solar superó en 2024, por primera vez, a la generación de electricidad a partir del carbón. Para consolidar esta tendencia, es fundamental fabricar paneles solares de manera eficiente, en grandes volúmenes y con costos competitivos. La automatización en los procesos de producción juega un papel clave en este objetivo. A continuación, se analizan las principales etapas de fabricación de los paneles solares, desde la conexión de las células hasta el control de calidad final.

Tecnología y montaje de los paneles solares de silicio cristalino

Los paneles solares de silicio cristalino son los más utilizados en la generación fotovoltaica debido a su eficiencia y durabilidad. Están compuestos por células solares fabricadas a partir de obleas de silicio dopado, lo que permite la separación de cargas eléctricas. Estas células cuentan con contactos metálicos, barras colectoras y líneas finas o dedos, que conducen la electricidad generada.

Para garantizar su resistencia a factores mecánicos y ambientales, las células solares se encapsulan entre varias capas: un panel de vidrio en la parte frontal, una lámina de polímero, generalmente etilvinilacetato, EVA, como material encapsulante y una lámina posterior de polímero o vidrio. En esta última se instala la caja de conexiones para la salida de corriente continua. Un marco de aluminio rodea el panel y facilita su montaje.

Proceso de fabricación de un panel solar

1. Conexión de las células solares: interconexión en cadena: el primer paso es la interconexión de las células fotovoltaicas, proceso conocido como stringing. En esta fase, las células se sueldan con tiras metálicas finas a las barras colectoras, formando cadenas o strings. Es un procedimiento de alta precisión para evitar fracturas o grietas microscópicas en las células de silicio. La soldadura debe minimizar tensiones mecánicas y térmicas para garantizar la integridad de las células.
2. Montaje y disposición de capas: una vez cortadas las capas del panel solar, vidrio, lámina de EVA, strings y lámina trasera, se superponen con precisión en el proceso de montaje. La automatización permite un posicionamiento exacto con un margen de error de ±0,1 mm.
3. Laminado: tras la colocación de las capas, el laminado sella los componentes en una estructura estable y duradera. Se emplea calor, aproximadamente 140 °C, y presión variable, hasta 10 bares, en un saco de vacío o autoclave. Durante este proceso, la lámina de EVA se polimeriza, convirtiéndose en una capa transparente que sella las células solares con el vidrio y la lámina posterior.
4. Acabado y enmarcado: después del laminado, se realiza la limpieza de los bordes para eliminar residuos de EVA y de la lámina trasera. Posteriormente, se instala la caja de conexiones y se coloca el marco de aluminio, que aporta estabilidad mecánica y facilita la instalación del panel. Este marco se fija con silicona o adhesivo especial.
5. Control de calidad y clasificación: antes de su distribución, los paneles solares son sometidos a pruebas de rendimiento y seguridad. Un simulador solar mide la curva IV, mientras que la electroluminiscencia y las pruebas de aislamiento detectan defectos de fabricación o materiales. Finalmente, los paneles se clasifican por niveles de rendimiento antes del embalaje y envío.

Desafíos y competitividad en la fabricación de paneles solares

La industria de fabricación de paneles solares enfrenta una fuerte presión para reducir costos. Aunque la demanda de energías renovables sigue en aumento, las subvenciones han disminuido en muchos países, lo que ha intensificado la competencia, especialmente con fabricantes asiáticos. Para seguir siendo competitivos, los productores europeos buscan optimizar sus procesos y reducir costos sin comprometer la calidad. Una alternativa es la adquisición de maquinaria usada para la fabricación de paneles solares, como las que actualmente se encuentran en subasta hasta el 27 de marzo en Surplex.