TW-SNY20太陽能光熱教學實驗平臺 


太陽能光熱教學實驗平臺在職業(yè)院校中的創(chuàng)新應用</h2>

作為一名從事新能源專業(yè)教學十余年的職校教師，我深切體會到實踐教學對技術(shù)技能型人才培養(yǎng)的重要性。今天要向大家介紹的這款太陽能光熱教學實驗平臺，正是我們教研團隊經(jīng)過多年教學實踐后引進的"教學利器"。它不僅完美對接《可再生能源技術(shù)》課程標準，更將行業(yè)前沿技術(shù)轉(zhuǎn)化為可操作的實訓項目，下面我就從教學應用角度為大家詳細解讀。

<h3>一、平臺構(gòu)成與教學適配性分析</h3> 這套由集熱系統(tǒng)、儲熱裝置、控制系統(tǒng)等模塊組成的實驗平臺（參考SHFDTW-CSP1000型），在設計上充分考慮了職業(yè)教育的教學特點。其中真空管式與平板式兩種集熱器的對比實驗模塊，能直觀展示不同集熱器在0-100℃溫區(qū)的熱效率差異。我們特別在《太陽能熱利用技術(shù)》課程中設置了分組對照實驗：一組學生操作真空管集熱系統(tǒng)，另一組使用平板式裝置，最后通過數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)比對兩種技術(shù)的優(yōu)劣。這種"做中學"的方式，使抽象的熱傳導公式變得觸手可及。

儲熱單元的相變材料(PCM)儲能實驗裝置是教學亮點。通過配套的觸摸屏監(jiān)控系統(tǒng)，學生可以實時觀測到儲能介質(zhì)在固-液相變過程中溫度曲線的特殊變化。去年省級技能大賽中，我們的學生正是基于這個模塊開發(fā)的"智能溫控相變儲能系統(tǒng)"獲得了創(chuàng)新設計一等獎。

<h3>二、模塊化設計帶來的教學革新</h3> 平臺采用的積木式結(jié)構(gòu)為教學實施帶來極大便利。在《太陽能光熱系統(tǒng)設計》課程中，我們按照"基礎認知→系統(tǒng)集成→創(chuàng)新應用"的三階培養(yǎng)路徑：第一學期進行單個模塊的功能驗證，第二學期開展系統(tǒng)聯(lián)調(diào)實訓，第三學期則結(jié)合智能控制技術(shù)進行創(chuàng)新改造。這種循序漸進的教學設計，使學生的專業(yè)能力呈現(xiàn)階梯式提升。

特別要提到的是輔助電加熱系統(tǒng)的教學價值。通過設置不同輻照度條件下的加熱補償實驗，學生能深刻理解光熱系統(tǒng)動態(tài)平衡原理。去年冬季連續(xù)陰雨天氣時，我們組織學生利用該模塊開展應急供暖方案設計，既鞏固了專業(yè)知識，又培養(yǎng)了工程思維。

<h3>三、虛實結(jié)合的特色實訓項目</h3> 平臺配套的3D仿真系統(tǒng)極大拓展了教學時空。在開展實體實驗前，我們要求學生在虛擬環(huán)境中完成系統(tǒng)搭建、參數(shù)調(diào)試等預訓練。這種"先虛后實"的教學模式，使實驗準備時間縮短40%，設備損耗率下降60%。今年新開發(fā)的AR故障診斷模塊更是將典型故障處理時長從90分鐘壓縮到30分鐘以內(nèi)。

在實訓項目開發(fā)方面，我們結(jié)合平臺功能設計了六大教學情境：

  1. 集熱器性能對比實驗（驗證型）

  2. 儲熱系統(tǒng)優(yōu)化設計（設計型）

  3. 智能控制系統(tǒng)開發(fā)（創(chuàng)新型）

  4. 光熱系統(tǒng)能效評估（分析型）

  5. 典型故障診斷排除（維修型）

  6. 工程方案虛擬驗證（綜合型）

其中第3項智能控制項目已孵化出3項學生專利，部分成果被本地企業(yè)應用于太陽能熱水工程改造。

<h3>四、產(chǎn)教融合的實踐價值</h3> 該平臺最大的教學優(yōu)勢在于其真實工程場景的還原度。通過配置標準的工業(yè)級PLC控制器和SCADA監(jiān)控系統(tǒng)，學生接觸到的是與企業(yè)完全一致的技術(shù)標準。去年與XX新能源公司合作的"學徒制"項目中，企業(yè)工程師直接利用該平臺進行崗前培訓，學生結(jié)業(yè)后即可上崗操作大型光熱電站的DCS系統(tǒng)。

從教學效果來看，使用該平臺后，學生在《太陽能光熱系統(tǒng)安裝與調(diào)試》課程中的項目完成度從68%提升至92%，系統(tǒng)調(diào)試一次成功率提高45%。更令人欣喜的是，通過平臺搭載的能源管理教學模塊，學生開發(fā)的"校園熱水系統(tǒng)節(jié)能方案"為學校年節(jié)約能耗費用12萬元。

<h2>結(jié)語</h2> 經(jīng)過三年教學實踐驗證，這款太陽能光熱教學實驗平臺已成為新能源專業(yè)群建設的核心裝備。它不僅解決了傳統(tǒng)實訓設備"看不見、調(diào)不動、難創(chuàng)新"的痛點，更重要的是構(gòu)建了"技術(shù)認知-技能訓練-創(chuàng)新實踐"的完整培養(yǎng)鏈條。對于致力于培養(yǎng)高素質(zhì)技術(shù)技能人才的職業(yè)院校而言，這類緊貼產(chǎn)業(yè)發(fā)展的教學裝備，正是實現(xiàn)產(chǎn)教深度融合的最佳載體。期待更多院校能借助此類平臺，為新能源行業(yè)輸送更多"上手快、后勁足"的復合型人才。

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