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CENTRO PRODUCTIVO DE PANELES SOLARES FOTOVOLTAICOS
25 MW CAPACIDAD PRODUCCIÓN ANUAL
INTRODUCCIÓN
El sol es una fuente de energía inagotable y está en el origen de todas
las energías renovables, y la solar fotovoltaica es la más directa de
todas ellas, aprovechando la energía que nos llega del sol para
producir electricidad.
Hay algunos elementos en la naturaleza que bajo ciertas condiciones
pueden conducir la electricidad. Estos son conocidos como
semiconductores. El silicio cuenta con estas propiedades y es uno de los
elementos más comunes en la Tierra, por lo que actualmente es el
componente más utilizado en la fabricación de células fotovoltaicas,
que es el principal sistema para conseguir la conversión a energía
eléctrica.
Los principales componentes de un panel solar son células solares, vidrio,
encapsulante (EVA), backsheet de poliéster, cinta de soldadura,
aluminio y la caja de conexiones. Una vez que el panel está
ensamblado, cuando recibe los rayos solares convierte esa energía en
corriente continua que se extrae a través de los cables de la caja de
conexiones. Debido al origen de las células solares que están fabricadas
a partir de silicio, el panel solar terminado producirá energía durante
como mínimo 25 años, siendo su ciclo de vida mucho mayor aunque irá
perdiendo eficiencia año tras año.
Los paneles solares son materiales totalmente probados. Se han utilizado
en los satélites desde la década de los 70 y su uso se ha hecho cada
vez más extensivo utilizándose en la actualidad para generar energía y
conectarla a las líneas eléctricas existentes o para producir electricidad
en puntos alejados de la línea eléctrica.
El centro productivo descrito en este documento permite la producción
de paneles solares con una capacidad de producción anual de 25 MW.
PREMISAS
El coste de los paneles solares ha bajado sustancialmente en los últimos
años haciendo de este producto totalmente competitivo sin necesidad
de ninguna ayuda o prima a la producción.
La capacidad de producción del centro productivo es de 25 MW. En el
caso de que existieran pedidos de un tamaño superior a esta
capacidad de producción se podría replicar la maquinaria existente en
un plazo de tiempo corto.
Esta solución descrita es perfectamente escalable pudiéndose utilizar la
totalidad de las máquinas en el caso de pasar a una configuración de
mayor capacidad en un futuro (por ejemplo, 50 MW).
VENTAJAS
Las ventajas son las siguientes:
1. El mercado potencial de la energía solar fotovoltaica es enorme.
Cada vez tiene más apoyo de los entornos gubernamentales y es
más competitiva en precio con respecto a energías convencionales.
2. Los paneles solares fabricados con un sistema productivo idéntico al
que se detalla han sido totalmente probados durante los últimos 6
años.
MERCADO
Los paneles solares fabricados por este centro productivo podrán ser
instalados en sistemas conectados a la red eléctrica (on-grid) o en
sistemas aislados (off-grid).
Los sistemas on-grid se han basado durante los últimos años en primas a
la producción por la energía vendida. Dada la evolución descendente
que han tenido los precios de los paneles solares, la tecnología solar ya
es competitiva de por sí, sin necesidad de tener esas primas a la
producción. La política que se está adoptando actualmente en los
principales mercados es el autoconsumo que consiste en consumir en el
punto de generación toda aquella energía producida por los paneles
disminuyendo de esa manera el montante de la factura eléctrica.
Por otro lado, los sistemas off-grid cada vez tienen mayor presencia
debido a la disminución de los costes de la energía solar y el incremento
del precio de la energía convencional. Los usos principales de los
paneles solares dentro de los sistemas off-grid son: sistemas de bombeo,
viviendas aisladas, centros de telecomunicaciones, farolas solares,
depuradoras de agua, etc.
MATERIA PRIMA, ORIGEN Y DISPONIBILIDAD
Los principales componentes de un panel solar son:
Células solares:
Son el principal componente del panel solar. Pueden ser policristalinas o
monocristalinas en función de su composición. Son los elementos que
captan los rayos solares y los convierten en energía eléctrica. Los
principales proveedores están en Europa y en Asia y el transporte de
esta mercancía es por avión.
Vidrio:
Es un vidrio templado con bajo contenido en hierro y con un índice de
transmitancia elevado >91% que permite que llegue a las células solares
la mayor cantidad de irradiancia solar posible. Hay diferentes fábricas a
lo largo del mundo y sería interesante encontrar algún proveedor local.
Usualmente el transporte es marítimo.
Encapsulante – EVA (Etil Vinil Acetato):
Es el elemento que encapsula las células evitando la entrada de
humedad e impurezas entre ellas evitando problemas en la producción
de electricidad. Su origen puede ser europeo o asiático y su transporte
es marítimo.
Backsheet:
Es el elemento protector final del panel solar que evita que la
electricidad se fugue del panel. Los principales proveedores están en
Europa y en Asia y su transporte es marítimo.
Ribbon (cinta) de soldadura:
Es una cinta de composición estaño-plomo-plata que realiza la
conexión eléctrica entre una célula y la siguiente. Para ello debe esta
cinta debe estar soldada a ambas caras de las células. El origen
principal de este material es Europa y Asia y el transporte es marítimo.
Aluminio:
Es el elemento estructural del panel solar. Se une al laminado gracias a
la silicona. Este aluminio puede ser extrusionado y anodizado
localmente, haciendo más fácil la logística.
Caja de conexiones:
Por un lado se conectan los ribbon de soldadura y por otro lado salen
los cables positivo y negativo por los que se extrae la electricidad. El
origen principal de esas cajas es europeo o asiático y el transporte es
marítimo.
PROYECTO EN BREVE
Detalles de producto: Paneles solares fotovoltaicos
Tipo: Policristalinos y monocristalinos desde 5
hasta 300 Wp
Area: Energía Renovable
Capacidad de uso: 80%
PROCESO PRODUCTIVO
1. Soldadura de células:
Se suelda el polo positivo de una célula con el polo negativo de la
siguiente para soldar todas las células en serie. Esta soldadura se
realiza con el ribbon de soldadura y el proceso se realiza mediante
luz de infrarrojos para causar el menor daño sobre las células.
2. Preparación del vidrio:
Se coloca el vidrio sobre la mesa de manipulación, se limpia y se
coloca una lámina de encapsulante.
3. Colocación de las cadenas de células:
Se colocan las células soldadas en cadenas sobre el vidrio con el
encapsulante.
4. Interconexión de las cadenas:
Se conectan las cadenas de células entre ellas para tener todas las
células del panel conectadas en serie.
5. Cierre del prelaminado:
Se coloca una segunda lámina de EVA sobre las cadenas de células
interconectadas y se coloca una lámina de backsheet. Se extraen
las cintas de soldadura a través del encapsulante y del backsheet.
6. Laminado:
Se lamina el prelaminado en el laminador durante un ciclo de
aproximadamente 17 minutos con ciclos de presión y temperatura.
7. Enmarcado:
Se coloca el marco de aluminio al laminado y se coloca la caja de
conexiones. Ambos elementos se pegan al laminado utilizando
silicona.
8. Simulación:
Se pasa el panel en el simulador solar donde se darán los parámetros
eléctricos de cada panel.
9. Embalaje:
Se embala el producto en función del tipo de producto y pedido.
DETALLES DEL PROCESO
Soldadura de células Preparación del vidrio
Interconexión de las cadenas Colocación de cadenas
Cierre del prelaminado Laminado
Simulación Enmarcado
Embalaje
LISTA DE EQUIPOS
Nº Nombre Cantidad Uso Imagen
1 Soldadura de
células
2 Unión de una
célula con la
siguiente mediante
soldadura de luz
infrarroja.
2 Colocador 1 Robot colocador
de las cadenas de
células sobre el
vidrio destino.
3 Mesa de layup 1 Se coloca el vidrio
y el EVA y por
encima se sitúan
las cadenas de
células soldadas
4 Mesa de
prelaminado
1 Se interconectan
las cadenas entre
sí y se cierra el
laminado
Nº Nombre Cantidad Uso Imagen
5 Laminador 4 Mediante ciclos de
presión y
temperatura se
produce el curado
el EVA y el panel
queda laminado
6 Simulador 1 Se obtienen los
parámetros
eléctricos del
panel
PERSONAL NECESARIO
Personal de gestión:
Posición Número
Director General 1
Director de Producción 1
Secretaria 1
Marketing 1
Contabilidad 1
Jefe de almacén 1
Calidad 1
TOTAL 7
Personal operativo:
Cada turno necesita 20 personas
Posición Número
Encargado 1
Soldadura 4
Interconexión 8
Enmarcado 4
Simulación 3
TOTAL 20
SUPERFICIE NECESARIA
Por un lado se necesitarán 750 m2 para producción y por otro lado se
necesitarán oros 750 m2 para almacenamiento de materia prima y
producto terminado, haciendo un total de 1500 m2.
Para la zona de oficinas y zonas comunes se ha de contar con al menos
250 m2 repartidos a partes iguales.
Sería recomendable contar con un dique de carga y descarga en la
zona de almacén o en su defecto una zona de entrada para vehículos
pesados y medios de elevación.
MONTAJE Y PUESTA EN MARCHA
Tanto el desmontaje y montaje en destino con la correspondiente
puesta en marcha correrá a cargo de personal cualificado.
El coste de esta partida será en función de las condiciones del
emplazamiento así como los costes de traslado dietas y
desplazamiento.
Para garantizar la correcta puesta en marcha, se contará con el
material e instalaciones apropiadas, potencia eléctrica, instalación de
aire comprimido y ventilación.
CAPITAL CIRCULANTE / WORKING CAPITAL
Para evitar roturas de stock se requerirá un capital circulante necesario
para poder abastecer a la línea de producción durante 2 o 3 meses,
con una ocupación de la fábrica de un 80%.
Esto requiere el importe de aproximadamente 870.000 €.
