De la fábrica a su hogar ¿Cómo se fabrican los paneles solares?

Hablando sobre energía solar, suelen surgir inquietudes acerca de cómo se crean los componentes de un sistema fotovoltaico:

¿De dónde vienen?

¿De qué están hechos?

¿Cómo funcionan?

Las respuestas a éstas preguntas son fascinantes, por ese motivo, en esta edición les traemos un paso-a-paso acerca de cómo son fabricados los paneles solares desde la explotación de la materia prima, hasta que son enviados a los distribuidores e instaladores finales.

Todo comienza con la explotación de arena de sílice y carbón (mineral u orgánico), los cuales, mediante fundición, permiten la elaboración de silicio metalúrgico de alta pureza, el cual es cristalizado.

La fundición ocurre a temperaturas tan altas como 2.000º Centígrados, permitiendo una pureza de al menos un 90%. A continuación, el silicio es refinado para lograr una pureza final de 99.99%, la cual es necesaria para la elaboración de los paneles solares.

Para permitir el flujo de electrones a través del silicio, durante su estado líquido, éste es colocado en dos capas. La capa inferior contiene boro, mientras que la capa superior contiene fósforo. Por encima de la capa con fósforo son colocados los elementos conductores con una conexión hacia la capa de Boro.

Esto resulta en dos capas de silicio con cargas iónicas distintas y separadas; los electrones buscan pasar desde la capa con boro hacia la capa con fósforo, pero para esto requieren de los fotones, momento en donde la luz solar es necesaria para causar la reacción de energía fotoeléctrica. Los electrones pasan desde la capa inferior a la capa superior hasta alcanzar los conductores que llevan la corriente hacia el cargador, y ésta retorna a la capa de boro para repetir el proceso “ad-infinitum” mientras haya luz.

Las capas de silicio tienen menos de 0.2mm de espesor. Una capa con Boron, una capa con Fósforo, y conductores de Plata, conforman cada celda solar.

Adicionalmente, los conductores de plata son “impresos” en la capa superior utilizando un robot mediante un proceso completamente automatizado.

Cada panel está compuesto por un cierto número de celdas, dependiendo de la cantidad de watios que se deseen recibir del panel. Las celdas son colocadas en una superficie plana, ya sea de plástico o de aluminio y alineadas para ser conectadas en serie utilizando soldadura.

Después de colocar el número adecuado de celdas y haberlas soldado, es probada cada conexión utilizando flashes de luz. Finalmente, es vaciada una capa de resina sintética encima de toda la serie, sellando todo el grupo de componentes con un marco de plástico o de aluminio.

Luego, colocando el panel fotovoltaico completo sobre una vibradora para extraerle todo el aire y evitar la formación de burbujas. Una vez la resina se haya curado, el panel completo es pulido e inspeccionado, antes de ser empaquetado y enviado para su distribución.

NOTA CURIOSA

Los paneles son de distintos colores porque están diseñados para diversos tipos de clima e iluminación ya que dependen de la latitud exacta en donde se vayan a instalar; en países más alejados de la latitud del ecuador se prefieren los colores más oscuros, mientras que, en los países cercanos al ecuador, se prefieren los de color azul. Los distintos tipos de paneles fotovoltaicos son conocidos como policristalinos (azules) y monocristalinos (negros) Debido a que los monocristalinos tienen un mayor nivel de pureza y eficiencia energética, tienden a ser los preferidos en países de altas y bajas latitudes a pesar de costar más porque están diseñados para esos climas con estaciones más marcadas.