Tecnología
09 marzo, 2023
Las placas o células solares son la principal fuente de energía renovable. Se encuentran entre los principales elementos que componen un sistema de energía solar. Estas células consisten en materiales semiconductores capaces de producir electricidad al ser expuestos a la luz del sol.
Fabricar placas solares requiere un proceso complejo e industrial, el cual contribuye a su alto costo. La fabricación de una placa solar, sin embargo, es un proceso que ofrece diferentes beneficios para el medio ambiente que, en última instancia, superan el costo inicial. Estos beneficios incluyen la reducción del uso de combustibles fósiles, la reducción de emisiones de dióxido de carbono, el aumento de la eficiencia energética y el ahorro de costes a largo plazo.
A continuación se explicará el paso a paso del proceso de fabricación industrial aplicado a las placas solares:
Los wafers (slices) de silicio están formados por una fina lámina de silicio puro y tienen la función de recoger y transportar la energía solar. Estos wafers se producen a partir del polvo de silicio cristalino, fundiéndolo con gas halo para formar una enorme masa de silicio que se corta en bloques para convertirla en cristales de silicio puro. Una vez obtenidos los cristales, se someten a un proceso de pulido y laminación hasta obtener las láminas finas deseadas.
Para la obtención de los wafers, los bloques opacos se separan en capas de una pulgada de espesor utilizando sierras industriales especialmente diseñadas. Esto se conoce como el proceso de “corte vertical o de lazar”.
Una vez cortadas por debajo del tamaño deseado, se someten a un proceso de arenado para limpiar la superficie. Primero se respeta un endurecimiento superficial que prepara la superficie de la lámina para ser pulida y mejore su apariencia. Luego se le aplica una pulpa abrasiva para afinar la superficie en profundidad y eliminar todos los impurezas, para que el silicio se lamelinde y brille.
Otras operaciones realizadas en este proceso son:
Una vez producido el silicio laminado, se someten a un proceso químico y fotovoltaico para transformarlo en células fotovoltaicas. Esta parte del proceso es una de las más complicadas de la fabricación, ya que los recubrimientos cuánticos permiten al silicio capturar la luz solar. Esto permite que la luz for proporcione un flujo de corriente con el aporte de un campo eléctrico externo.
Todas las células solares comienzan con una capa de silicio oxidado. Al aplicar el oxido, se genera una característica que hace que una capa de SiO2 forme una envoltura protectora alrededor de los portadores de carga, impidiendo así la fuga de los mismos a la superficie del wafer.
En esta etapa del proceso se utiliza un láser para crear con precisión una variedad de cortes para facilitar el procesamiento posterior del material.
Finalmente, los wafers de silicio se recubren con plata o aluminio para mejorar la conductividad del material. Esta conducción eléctrica permite que el flujo del corriente sea transferido sin perdidas alrededor del contorno del disco cubriendo toda la célula solar.
Una vez realizado el proceso descrito anteriormente, los wafers con laminados son colocados en celdas pequeñas dispuestas según patrones específicos. Las celdas individuales se conectan con los bordes de los wafers perpendiculares a la superficie y se soldan para formar un tablero.
Mientras que el proceso se lleva a cabo, numerosas pruebas se realizan para asegurarse de que todos los componentes se conecten correctamente y funcionen adecuadamente. Finalmente, los tableros se revisan para detectar y corregir los errores para garantizar que todas las celdas estén conectadas de forma uniforme.
Los paneles solares se montan en un bastidor con un soporte apropiado para su fijación y evitar su desplazamiento. Dentro de éste se instalan los sistemas necesarios para la gestión de la energía recibida (series, paralelos, interruptores, etc). El resultado final es un tablero solar listo para ser instalado y generar energía eléctrica.
Como conclusión, la fabricación de placas solares implica un proceso industrial extremadamente complejo. Este, sin embargo, cuenta con muchos beneficios para nuestro medio ambiente, y se considera una de las mejores alternativas sostenibles a la hora de producir energía eléctrica limpia. El proceso comprende dos etapas: producción de wafers de silicio, y producción de células fotovoltaicas. Por último, se procede con el proceso de ensamblaje de las células en paneles solares completos.
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