Revista Energética. Marzo 2023

Avanzando hacia los ‘cero defectos’ y la Industria 4.0 en la fabricación de nuevas tecnologías fotovoltaicas ElproyectoPlatform-ZERO, impulsadopor IREC, estádesarrollandouna innovadoraplataforma de monitorización de procesos para lograr ‘cero defectos’ en el proceso de fabricación de dispositivos fotovoltaicos de nueva generación. 1 Energy Outlook 2020, BloombergNEF 2  https://ec.europa.eu/info/research-and-innovation/research-area/energy-research-and-innovation/solar-energy_en DR. VÍCTOR IZQUIERDO ROCA JEFE ADJUNTO DEL GRUPO MATERIALES Y SISTEMAS PARA ENERGÍA SOLAR DEL IREC DR. IGNACIO BECERRIL ROMERO INVESTIGADOR SENIOR DEL GRUPO MATERIALES Y SISTEMAS PARA ENERGÍA SOLAR DEL IREC L a fotovoltaica desempeñará un papel clave en la transición de Europa hacia la neutralidad climática, descentrali- zando y descarbonizando la producción de energía. Actualmente, la fotovoltaica ya repre- senta un porcentaje significativo del mix ener- gético europeo (el 3,1% en 2020, Eurostat) y se estima que satisfará el 20% de la demanda de electricidad de la UE en 20401. La UE está apostando fuertemente por el I+D en nuevas tecnologías fotovoltaicas de mayor eficiencia, menores costes, menor huella de carbono y mayor personalización en la forma, trans- parencia, color o flexibilidad. Esto las hace aptas para su integración en diferentes entor- nos como edificios, vehículos, explotaciones agrícolas o dispositivos electrónicos2. Estas tecnologías, como el CIGS o las perovskitas, están compuestas por materiales de alto valor que son escasos, de alta pureza y/o con alto impacto ambiental, y están basadas microar- quitecturas multicapa. Esta alta complejidad hace que pequeñas desviaciones de las con- diciones estándar de fabricación provoquen defectos críticos que dan lugar a dispositivos de baja calidad y/o al desperdicio de materia- les de alto valor, lo que afecta directamente al coste de producción. En este contexto, un consorcio europeo for- mado por 11 socios coordinado por el Institut de Recerca en Energia de Catalunya (IREC) ha impulsado Platform-ZERO, un proyecto que tiene como objetivo lograr ‘cero defectos’ en el proceso de fabricación de dispositivos fo- tovoltaicos de nueva generación. Para ello, Platform-ZERO está desarrollando una in- novadora plataforma de monitorización de procesos modular, personalizable y autocali- brable que proporciona una evaluación holís- tica de la producción empleando métodos de inspección no destructivos e inteligencia ar- tificial para detectar, corregir y/o prevenir los defectos de fabricación antes de que afecten a la producción. Esta plataforma de monitori- zación está basada en la combinación de los siguientes elementos: 1. Estaciones sensóricas avanzadas . Son estaciones modulares y personalizables que combinan sensores espectroscópicos, de visión artificial y optoelectrónicos. Estas estaciones están distribuidas en distintas etapas de fabricación y envían datos a una unidad de control inteligente para detectar desviaciones en la producción. 2. Sistema de inteligencia artificial . Es un conjunto de algoritmos de autoaprendi- zaje que procesan los datos heterogéneos recogidos por las estaciones sensóricas para detectar y predecir desviaciones del proceso de producción, y sugerir acciones correctivas. 3. Unidad de control inteligente . Es una in- fraestructura de hardware y software para interconectar y controlar los diferentes elementos de la plataforma permitiendo el intercambio de información entre ellos, gestionando el big data generado por las estaciones sensóricas, y proporcionando una interfaz gráfica para la visualización de los datos y las acciones correctivas genera- dos por la inteligencia artificial. La combinación de estos elementos pro- porciona una comprensión profunda del proceso de producción que permite: la de- tección precoz de desviaciones pre-críticas, el diagnóstico del origen de las desviacio- nes, y la sugerencia de medidas correctivas. Además, la autocalibración de la tecnología Platform-ZERO ofrece una gran flexibilidad para adaptarse a cambios en el proceso de producción, como la incorporación de nuevo equipamiento o modificación de parámetros, así como a procesos de fabricación más allá de la fotovoltaica. La tecnología Platform-ZERO está siendo desarrollada por socios académicos con gran conocimiento en sensores espectroscópicos (IREC, HZB) , visión artificial (AIT) , optoelec- trónica (UPO) , inteligencia artificial (AIT , IREC, RISC) y gestión de datos (RISC) . Este equipo se complementa con una empresa de metro- logía que fabrica equipos de monitorización de procesos industriales (LENZ) . Esta tecno- logía será demostrada en condiciones reales mediante la instalación de prototipos opera- tivos en 4 líneas piloto de producción indus- trial relacionadas con la energía fotovoltaica: Sunplugged (Austria), producción de paneles solares flexibles y personalizables de CIGS en configuración roll-to-roll; ZSW (Alemania), producción de paneles solares de CIGS de alta eficiencia en configuración sheet-to-sheet; Saule (Polonia), producción de paneles so- lares flexibles de perovskita en configuración sheet-to-sheet; y Lurederra (Navarra), produc- ción de nanopartículas para recubrimientos foltovoltaicos inteligentes en configuración line powder flow. Un sociomás, R2MSolution, completa el consorcio del proyecto encargán- dose de la difusión, explotación y acciones de comunicación. Durante los próximos cuatro años, Plat- form-ZERO contribuirá a incrementar la ca- lidad global y a reducir el coste de los dispo- sitivos fotovoltaicos high-tech, a aumentar la competitividad de la industria fotovoltaica europea y a permitir que esta tecnología verde sea una fuente energética clave para la transición de Europa hacia la neutralidad climática ◉ solar fotovoltaica 32 ENERGÉTICA XXI · 224 · MAR 23