能源与动力工程|光热发电虚拟仿真教学系统

一、前言

在全球能源体系向绿色低碳转型的关键阶段，光热发电作为兼具清洁供能与大规模储能优势的技术路线，正加速从示范应用迈向产业化发展。《中国太阳能热发电行业蓝皮书2024》显示，截至2024年底，中国建成光热发电累计装机容量838.2MW，在全球占比提升至10.6%。自2025年起实施的《中华人民共和国能源法》明确：“积极发展光热发电”，这为光热发电的持续发展奠定了根基。

但国内建成的光热电站大多地处甘肃、青海、新疆的荒漠戈壁地区，且光热电站核心设备常年运行于高温、高压、高聚光条件，使得教学所需的实践要素，如装备实物、实习见习、现场操作等难以达成。北京象新力通过充分调研，自主研发了光热发电虚拟仿真教学系统。该系统能够在虚拟环境中实现互动性实验，拓展教学方法，提升教学效果，对太阳能光热发电领域的人才培养具有重要意义。

二、软件介绍

本实验软件基于能源与动力工程、新能源科学与工程、储能科学与工程专业，旨在帮助学生了解太阳能光热电厂的原理、设备，达到了光热电厂生产运行教学与培训的目的。

本虚拟实验包括现场漫游、原理学习、理论考核、实验操作、实验评价五个模块。学生进入三维场景，对光热电站定日镜阵列、集热系统、储热系统、发电系统进行认知，对太阳能热发电技术及熔盐储热系统原理进行学习，搭建储热或释热发电的工作流程。

三、产品特点

本软件以真实塔式熔盐热发电系统为原型，包括定日镜阵列、集热系统、蓄热系统、发电系统、控制系统等关键组成子系统，具备各个子系统的结构和工作原理展示。本软件使用三维场景进行重现，有利于用户深入学习塔式光热电站的发电原理和熔融盐热交换发电的过程和各种工况等。使用户进一步夯实专业基础，强化培养用户的实践创新能力。

四、实验内容

1、现场漫游

用户点击进入全厂漫游功能，以某耦合于太阳能热发电系统中的熔盐储热系统为对象，可实现在仿真范围内的漫游功能，用户可通过漫游了解电站建筑布局、主要设备、工艺等。

2、原理学习

原理讲解分塔式太阳能热发电技术及系统工作原理、储热系统设备及附件、熔盐、储热系统工作流程认识与创建四个部分对耦合于太阳能热发电系统中的熔盐储热系统进行介绍，每个知识点均需采用图片搭配文字介绍的方式。

3、理论考核

构建考核题库，随机抽取部分题目对学生进行考核，考核具有成绩结算和回退功能，学生可以重复性进行考核，完善知识体系。答题完毕，可点击提交答案，系统会自动评分生成考核结果。

4、实验操作

5、实验评价

实验完成后，可以查看此次系统考核、实验操作、实验报告的评价得分。

五、支撑课程

本产品可广泛应用于本科和高职类院校的实训和课程教学，主要针对能源与动力工程、新能源工程、储能科学与工程专业相关专业领域，可匹配太阳能利用技术、储能原理与技术、储热原理与技术等课程。