Las empresas solares chinas prosperan con las innovaciones de fabricación

Hace cinco años, solo uno de los 10 mayores productores de células solares tenía su sede en China. Pero el año pasado, cuatro de los cinco principales se encontraban allí, y cada uno está creciendo rápidamente: los cuatro duplicaron su producción el año pasado. Se cree ampliamente que este éxito se debe a los bajos costos laborales, pero Stuart Wenham, director de tecnología del mayor fabricante de células solares de China, Suntech Power, sostiene que las causas reales son los avances en la tecnología de fabricación que han mejorado el rendimiento de las células solares y han reducido los costos. .

Cara de solar: El edificio de la sede de Suntech en Wuxi, China, que cuenta con una fachada solar, es también su principal planta de fabricación de células solares.

La mano de obra representa solo del 3 al 4 por ciento del costo de fabricación de paneles solares. Otros factores, como los materiales y el costo del equipo, son más importantes. Y como resultado del aumento de la automatización en los últimos años, los costos laborales están bajando. Según Wenham, en 2008 Suntech necesitaba cuatro trabajadores por cada megavatio de capacidad de producción. El año pasado, solo se necesitaron 1,49 trabajadores para ganar la misma cantidad. ¿Por qué Suntech haría esto si su ventaja clave fueran los bajos costos laborales? Pregunta Wenham. El secretario de energía de Estados Unidos, Steven Chu, compartió la opinión de Wenham el año pasado, después de visitar la planta principal de Suntech. Es una fábrica automatizada de alta tecnología. No está teniendo éxito debido a la mano de obra barata, dijo.



Wenham dice que las principales empresas chinas han sido particularmente buenas en la identificación de tecnologías prometedoras, a menudo conceptos y prototipos que han estado languideciendo en los laboratorios durante décadas, y en encontrar formas de producirlas a gran escala. Durante la mayor parte de las últimas dos décadas, las células solares que establecieron récords mundiales de eficiencia fueron creadas por investigadores de la Universidad de Nueva Gales del Sur en Australia. Estuvieron tratando de comercializar [esa tecnología] todo el tiempo, dice. Fue necesario que Suntech convirtiera esos procesos de laboratorio en procesos de producción.

Wenham dice que el conocimiento y la experiencia en la fabricación fueron cruciales para desarrollar tales avances. En la UNSW, explica, los investigadores utilizarían este proceso horriblemente sofisticado, incluida la fotolitografía, la deposición al vacío de metales bastante exóticos y todo tipo de procesos químicos, para depositar los estrechos contactos metálicos necesarios para lograr altas eficiencias. Los investigadores de Suntech, que estaban muy familiarizados con las necesidades de fabricación, encontraron una forma simple y de bajo costo de reemplazar todo eso mientras lograban los mismos resultados, dice.

Los otros principales fabricantes de energía solar en China también están identificando tecnología prometedora y ampliándola. Recientemente, varios de los productores solares del país, incluido Suntech, adoptaron una idea para hacer obleas de silicio que había sido patentada décadas antes; la industria no había encontrado la manera de utilizarlo a gran escala. Ahora que la patente ha expirado, al menos cuatro empresas chinas han diseñado formas exitosas de ampliar esta forma de producir las obleas, que forman el núcleo de una célula solar. Estos innovadores procesos de fabricación podrían reducir los costos de las células solares entre un 10 y un 20 por ciento.

A su vez, las empresas chinas han utilizado su éxito en la fabricación para intentar sembrar una próxima generación de tecnología. Este año, Suntech puso en servicio equipos de producción para nuevas células solares de alta eficiencia. A plena capacidad, el equipo será capaz de producir alrededor de 2,5 millones de paneles de celdas cada año, suficiente para generar 500 megavatios de electricidad. Al encargar el equipo, los investigadores de la empresa aprovecharon la oportunidad para aprender más sobre la tecnología y sobre la sutil interacción entre factores como el nivel de dopaje en las obleas de silicio y la tecnología utilizada para aplicar películas delgadas de material a sus superficies.

Es muy interesante hacer experimentos en una instalación de medio gigavatio, dice Wenham. Una vez que tienes algo en la fabricación, se crea un buen entorno en el que tienes muy buen control de las cosas y estás haciendo cosas en grandes cantidades, de modo que, estadísticamente, es muy poderoso. Puede ver el impacto de los cambios que no podría ver si estuviera haciendo cosas en el laboratorio de forma aislada. Como resultado de estos experimentos, Suntech pudo hacer un diseño ya eficiente sustancialmente más eficiente.

No todos los cambios de fabricación que han realizado las empresas chinas han mejorado el producto; en algunos casos, las reducciones de costos han producido productos que no duran tanto o funcionan tan bien como las células solares fabricadas en otros lugares, dice Travis Bradford, analista de la industria solar. Pero las empresas chinas también tienen otras ventajas no técnicas que les han permitido tener éxito. El gobierno asegura financiamiento barato para expandir la producción y ha reducido la burocracia para los permisos. Sus políticas también son más estables que las de muchos gobiernos occidentales, lo que ayuda a las empresas a planificar el futuro. Y si bien la mano de obra puede representar una pequeña fracción del costo de producir células solares, la mano de obra barata reduce significativamente el costo de construir nuevas plantas.

Algunas de las ventajas de China, como el precio de la moneda, podrían desaparecer pronto, dice Bradford: si las empresas occidentales pueden sobrevivir hasta entonces, las empresas chinas lo encontrarán incómodamente competitivo, una situación con la que no están familiarizados. Pero no es una situación que no hayan anticipado. Incluso cuando Suntech aumenta la producción de sus nuevas células solares de alta eficiencia, ya está trabajando en procesos de producción que podrían ayudar a aumentar la eficiencia en otro 10 por ciento. Wenham mantiene la mayoría de los detalles en secreto; la única parte de la que puede hablar es algo que compara con una pistola de agua para eliminar las impurezas de la oblea de silicio.

Es simple pero efectivo, dice. Esa simplicidad mantiene bajos los costos de producción, mientras que la mayor eficiencia permitirá que las celdas generen más energía, reduciendo su costo por vatio. Si la empresa tiene éxito, los avances en la fabricación volverán a abaratar la energía solar.

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