极地的环境严酷得令人难以置信，对任何物种而言都很难生存。然而，极地也为我们研究数百万年来的气候、环境甚至人类历史提供了一个独特的机会。在这篇文章中，我们将探讨太阳能如何能够并且正在这些地方被用来帮助进行必要的研究，并使那些进行研究的人感到舒适和能够生存。世界上没有任何地方能像北极和南极洲那样将美丽和严寒结合在一起
一般而言，像巴西和葡萄牙这样温暖的国家是最适合利用太阳能来发电的。与之对应，人们一般认为，像北极和南极洲这样的寒冷地带恐怕不是使用太阳能发电的好地方。事实上恰相反，温度并不能真正影响一个地方是否能产生太阳能。一些研究表明，较低的温度反倒可以让太阳能电池板更有效地运行。太阳能电池板依靠太阳辐射来产生能量，所以问题不在于北极和南极洲是否足够温暖，而在于它们是否有足够的阳光照射。因此，在两极使用太阳能电池板是可行的。但如果要评估其可靠性和效率，则需要考虑下面这些独特的因素和挑战。要想知道太阳能对两极地区而言是否是一个好的选择，我们首先需要了解这些地区可以通过太阳获取多少电力。太阳光线照射表面的角度决定了太阳能为两极地区提供的电量会明显少于其他地区。当地球绕其轴线倾斜时，太阳光线以倾斜的角度照射到两极。也就是说，等量的太阳辐射会分布在更大的区域，使其密度更低。此外，在极地漫长的冬季里，太阳可能有几个月根本不会升起，这时候太阳能发电也就起不到应有的作用了。因此，如果没有其他发电方法，太阳能可能不足以全年为研究中心提供持续的电力。然而，因为太阳能电池板技术的进步，太阳能仍然是两极地区大多数研究中心的重要组成部分。前文中，我们提到了太阳能电池板在寒冷地区的运行更高效。但这并不意味着在极端寒冷的环境中使用太阳能电池板就没有挑战。在这些环境中使用的太阳能电池板必须由坚固的材料制造，才能承受强风和其他环境影响。降雪和结冰也可能会挡住板面，影响太阳能电池板接触到的辐射量，这无疑增加了维护的人工成本。尽管技术的进步空间依然很大、太阳能电池板在极地地区实用性还仍然需要提高，但太阳能已经有了支持北极和南极洲科学家的战绩。例如，英国南极调查局哈雷六号研究站的发电系统，就主要由太阳能电池板和风力涡轮机组成。便携式太阳能电池板也通常用于为正在进行实验的研究人员提供电力。远程环境监测工具也常常利用太阳辐射，这在使用太阳辐射计评估太阳辐射对地球气候影响的实验中很常见。在北极和南极洲使用太阳能在很大程度上被视为对野生动物的保护，因为它主要是一种非侵入性的能源生产方式，和其他获取能源的方式有着根本的不同：化石燃料产生的能源会向环境中释放有害的排放物，潜在的燃料泄漏风险也可能对环境产生直接影响。即使是其他可再生能源，也会对环境产生负面影响，鸟类被风力涡轮机杀死的可能性虽然很小，但也并不是零。尽管在两极使用太阳能有其挑战性，但它无疑是一种可行的能源生产方法。事实上，南极现在已经有不少太阳能发电站的应用实例了，如前文中提到的英国南极调查局的哈雷六号研究站。这并不是一个特例，还有其他研究站也依赖太阳能装置，如诺伊迈尔3型科考站和伊丽莎白公主站。很明显，太阳能在支持两极地区的重要研究方面确实发挥着关键作用，并且在很长一段时间内将继续这样的角色。尽管这些地区的条件恶劣，太阳能的功率也很低，但随着技术的进步，太阳能将越来越变得更加可行，为研究人员提供快捷、可靠且低环境影响的能源。
译者：22级英文学院江律瑶
原文链接：https://cleantechnica.com/2023/04/28/solar-power-in-the-arctic-antarctica/
