太阳能为北极提供能源

全球太阳能发电的安装正在加速增长，这是由于其日益具有竞争力的成本，以及向低碳能源的过渡。虽然人们的注意力集中在屋顶和公用设施的安装上，但将燃料运输到偏远地区的高成本，是将可再生能源与柴油发电结合起来，形成混合发电系统的最强商业案例之一。

在北极安装太阳能电池板面临着重大挑战，包括极低的温度，冬季日照有限，以及大量降雪。然而，有一种方法可以使太阳能成为这些地区偏远社区和矿山的经济有效的解决方案。虽然北极的太阳在冬季只有很短的一段时间，但夏季有连续几周长达24小时的日照，在春季和初秋的几个月也有大量的日照。

边远地区利用这一经济有效的解决办法的两个例子是西北地区科尔维尔湖定居点和魁北克库朱阿克的努纳维克研究中心大楼;他们分别安装了136千瓦时和50千瓦时的太阳能。

更大规模的安装仍在继续调查，初步结果表明，在20年的使用寿命中，能源的潜在均衡成本(包括安装、运输和调试成本)为20美分/千瓦时。这比柴油发电便宜得多，大型矿区的柴油发电价格从23美分/千瓦时不等，偏远社区的柴油发电价格最高可达65美分/千瓦时。

模块化就是可能

太阳能电池板及其相关设备的模块化特性为低风险分期开发和降低项目成本提供了机会。项目所需的所有设备都可以通过现有的运输路线，用标准集装箱运送到远程站点。通过这种方式，太阳能项目的放大版主要涉及到运送更多的集装箱到现场。风能就不是这样了，因为风能的运输要困难得多。

除了运输和组装更简单之外，太阳能比风能更容易通过审批，而且社会接受度更高。太阳能资源的评估也更加直接，因为它不需要进行昂贵和耗时的监测活动来确定其可行性。

太阳能跟踪最大化能源生产

与赤道附近太阳从头顶经过的地区不同，在北极的高纬度地区，太阳沿着地平线运动，轨迹更接近圆形而不是弧线。这使得固定面板系统在夏季捕获丰富的太阳能生产具有挑战性。

太阳能追踪器(单轴或双轴)使电池板朝向太阳，并在太阳在天空中移动时最大限度地产生太阳能。单轴跟踪可以调整面板横向跟踪太阳在地平线上的位置，或者跟踪太阳高度在整个季节的变化，而双轴跟踪可以同时处理这两种变化。使用这些系统，太阳能发电的容量因子(平均发电量占总装机容量的百分比)在单轴跟踪下可以达到19%，在双轴跟踪下可以达到21%，而固定轴太阳能电池板的容量因子为14%。

事实上，剑桥能源合作伙伴和Solvest公司在育空地区怀特霍斯进行的成功安装和测试表明，在较低的温度下，太阳能电池板的效率实际上提高了。

两个人总比一个人好

最近作为一种商业产品推出的双面模块，可以在电池板的两侧捕捉太阳辐射，这在北极地区特别有趣，因为那里的太阳光线会被地面和积雪偏转。与单面太阳能电池板相比，双面太阳能电池板生产可以增加高达3%的容量因子(增加23%的能量)。此外，面板后部吸收的太阳辐射产生的热量可以比单面面板更快地融化面板表面的雪，进一步增加太阳能的产量。

随着太阳能电池板的性能随着时间的推移而提高，已经合理的容量系数也将同样提高。与此同时，设备价格有望继续下行。因此，随着时间的推移，太阳能的商业案例只会越来越好。

北极太阳能的前景是光明的

随着太阳能被认为是减少对化石燃料的依赖和降低偏远地区能源成本的一种务实和低影响的解决方案，偏远地区对这种能源的采用将继续增长。随着项目的成功和良好的技术准备，北极的太阳能将继续存在。

本文最初发表于CIM杂志，由加拿大矿业、冶金和石油学会．