让阳光变成“巨型充电宝”：光热发电虚拟仿真教学系统

一、前言

在全球能源结构加速向绿色低碳转型的背景下，光热发电技术因其能够兼顾清洁电力供应与大规模储能的双重功能，正逐步由示范阶段迈向规模化、产业化发展新周期。据《中国太阳能热发电行业蓝2024》数据，2024年底我国光热发电累计装机容量已达838.2兆瓦，全球占比跃升至10.6%。2025年正式施行的《中华人民共和国能源法》进一步明确“积极发展光热发电”，从立法层面为其可持续发展提供了坚实保障。

然而，我国已建成的光热电站多分布于甘肃、青海、新疆等偏远荒漠区域，电站核心设备长期处于高温、高压和高聚光比的严苛运行环境，导致传统教学难以实现设备观摩、现场实习和实操训练等关键环节。为解决这一教学困境，北京象新力在深入调研基础上，自主开发出光热发电虚拟仿真教学系统。该系统借助虚拟环境实现高互动性实验，有效拓展教学手段，显著提升教学质量，为我国太阳能光热发电专业人才培养提供了重要支撑。

二、软件介绍

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。

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。

三、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

在太阳能热发电耦合熔盐储热系统中开展系统特性实验。包括光线追踪与太阳参数查询、DCS操作、选择合适的温度和流量测量仪表并设置在热力系统中的正确位置。

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。

四、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。