一、技术简介

技术原理：系统构建茶园光伏电站数字化设计体系，通过采集模块获取地形、气象数据并生成三维地形图。优化系统以光伏间距、倾斜角为变量，结合发电量、茶叶产量与品质多目标，利用机器学习优化布局。数字孪生监测系统建立物理对象、状态、性能三级孪生模型，实时映射实体电站至虚拟空间，同步采集运行数据。预测系统耦合环境参数与设备状态，建立功率预测模型，并通过深度学习对光伏板动作输入量（倾斜角、入射角）建模，形成自适应控制策略，实现动态调优。技术特点：融合数字孪生与多目标优化技术，构建“采集-优化-监测-预测”闭环架构，实现虚实交互与全链路协同。创新性将茶叶生产指标纳入优化目标，平衡发电与农业需求；基于深度学习和地域参数构建自适应控制策略，提升光伏系统适应性。解决的具体问题：（1）茶园光伏设计缺乏系统性，未统筹地形、光照和茶树需求，导致布局与倾角欠佳，影响发电效率及生态。（2）倾角调控不足，未适配复杂地形与茶叶需光特性，致光照分布不均，制约发电潜力及产量。（3）施工改造引发土壤破坏、植被损毁，威胁茶园生态可持续性。（4）光-茶协同不足，发电与生产失衡，综合效益受限，制约经济与环境效益。

二、主要技术指标

项目成果在云南省普洱市澜沧县甘河村等复合光伏发电项目中得以应用，经过检测相较于露天茶园该方案下的茶叶产量约增加了3-5%，露天茶叶的总儿茶素含量为7.62%，光伏茶园茶叶的为3.75%，儿茶素含量显著降低一半，光伏茶园的茶叶制成的白茶在口感上差异明显；项目最终获得授权发明专利9件；授权实用新型专利14件；登记授权计算机软著7项；主编行业标准2本；主编国家标准1本（已完成立项公示）；发表论文7篇，其中SCI4篇。

三、社会经济效益、应用情况及适用范围

(1)社会经济效益：技术研发单位中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司，通过专利形成的技术优势，自实施日至2023年底已签定相关工作合同14项，累计合同额9855.61万元。依托“一种基于数字孪生的茶光互补光伏电站监测系统及方法”专利技术群10余件专利，至2023年单位通过实施单位承建的工程设计等经营活动，实现营业收入 5027.56万元，实现主营业务利润1611.02万元。考虑“一种基于数字孪生的茶光互补光伏电站监测系统及方法”专利技术作为专利技术群的核心专利，按16%的贡献值考虑，则“一种基于数字孪生的茶光互补光伏电站监测系统及方法”专利技术贡献新增销售额804.41万元，新增利润257.36万元。

（2）应用情况：项目成果应用于云南省普洱市澜沧县大平掌、甘河村、芒汇河、哈尼村、孟连县等复合光伏项目中，成功帮助业主单位解决了光伏电站建设用地的难题，为业主单位带来直接经济效益累计8亿余元，通过实际项目案例验证可以提升茶树产量3%~5%，项目成果获得业主单位及茶园单位的一致好评。

（3）适用范围：“茶光”互补融合技术适宜在光照资源充足、地形为10~30°坡度的南方丘陵茶园推广，要求茶园规模≥50亩且具备数字化改造基础，可部署传感器网络及光伏设施。区域气候需符合亚热带季风特征，温湿度适宜茶叶生长，同时满足光伏设备防潮抗腐蚀需求，避开极端天气频发地带。应用地区需有地方政府“农光互补”政策支持及新能源补贴，配套物联网数据采集、AI算法优化和光伏运维团队，能够搭建数字孪生平台实现系统全周期管理。该技术重点面向茶-光资源匹配度高、农业与能源协同需求迫切的区域，通过立体开发提升土地利用率，兼顾茶叶生产与清洁发电，实现生态与经济效益双赢，助力乡村振兴与低碳发展目标协同推进。

四、技术图片

五、其他

技术持有单位:中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司

技术联系人:胡琴，太阳能处经理，15572737273，无，724070460@qq.com