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2015年11月10日，笔者有机会走进了内蒙古香岛光伏农业有限公司土默特左旗香岛现代（光伏）农业产业园。眼前连片规模的光伏日光温室深深地震撼了笔者的心，也为公司以刘永良董事长为首的企业在光伏日光温室结构上的不断创新所折服。
这里的“光伏日光温室”是利用日光温室的后屋面布置光伏发电板，有别于在日光温室采光面上布置光伏发电板的形式，它不会对日光温室的正常采光造成影响，是一种光伏发电和温室生产从功能上完全分离，从结构上又相互依存的光伏温室形式，是一种光伏发电和农业生产有机结合而又互不影响的典型光伏农业案例，具有一定的推广应用价值。
园区总占地面积666.7 公顷，规划建设有“二代”和“三代”光伏日光温室共2300 栋。温室跨度8.5 m，长度88 m，单栋温室面积748 m2，可两栋温室沿长度方向连接为一体形成一栋长176 m，面积1496 m2大温室。每个单栋温室屋面排88列光伏板，全园光伏发电总装机容量130 MWp。按照刘董事长的解释，所谓“二代光伏日光温室”就是在日光温室后屋面架设“两块”1光伏板；“三代光伏日光温室”就是在日光温室后屋面架设“三块”光伏板；照此推理，“一代光伏日光温室”就是在日光温室的后屋面上架设“一块”光伏板。刘董事长肯定了我的推理，并说离这里不远还有一个园区，在那里他们建设了很多“一代”和“二代”的光伏日光温室，今天可以一并带我们参观并领略各代温室的风貌。
从日光温室设计的角度讲，后屋面布置光伏板数量的多少不仅影响温室结构的强度，而且也影响温室之间的间距。光伏板数量越多，荷载越大，光伏板布置的高度也将越高，相应温室之间的间距也将越大。就单栋日光温室而言，随着光伏板数量的增加，支撑光伏板的结构形式也在发生变化。在这方面，以刘董事长为首的团队创新设计了多种结构形式。这就请广大的读者跟着刘董事长的足迹，随着笔者的目光，一同领略一下香岛光伏农业有限公司在光伏日光温室结构方面的探索和实践吧。
一代光伏日光温室结构
一代光伏日光温室是在日光温室的后屋面上沿温室长度方向连续铺设单块光伏板而形成的日光温室。由于单块光伏板的自重较轻，而且基本不影响传统日光温室之间的间距。
一代光伏日光温室在光伏板支撑结构与日光温室结构的结合上有两种方式。一种是直接用日光温室的骨架，将光伏板的前端支撑在日光温室骨架上，后端则利用升起的日光温室后墙支撑，如图1。
另一种是在日光温室的后墙上伸出光伏板支撑立柱，并将光伏发电板架离温室屋面，如图2。由于是单块光伏板，只用单排立柱支撑即可满足支撑光伏板的需要。由于光伏板架离温室屋面，日光温室保温被白天卷起时也不会遮挡光伏板的采光，光伏板与温室屋面之间的缝隙也给日光温室的通风留出了足够的空间。
二代光伏日光温室结构
二代光伏日光温室就是在日光温室的后屋面上连续铺设由两块光伏板沿长度方向对接后，按宽度方向沿日光温室长度方向布置而形成的光伏日光温室。
由于两块板的重量和面积加大，其自重和承受的风荷载也相应增加，将光伏板的支撑立柱直接坐落在日光温室的后墙对墙体结构的承力要求显著增大，为此，设计者采用了将光伏板支撑结构完全脱离日光温室结构的设计方法，如图3a。这种设计方法结构传力清晰，结构计算简单。为了充分利用光伏板支撑立柱形成的立柱与温室后墙之间的空间，设计者借用光伏板支撑立柱，在日光温室的后墙外设计了一排辅助用房，如图3b。该辅助用房可以用作储存农资、工具等，也可以用于种植如食用菌等低温弱光的农产品，尤其是种植食用菌还可以与日光温室生产形成CO2和热量的物质和能量互补，更扩展了这种温室的生态效应。
单柱支撑在风荷载比较大的地区，立柱承受的弯矩较大，相应地加大了立柱的截面尺寸。为此，设计者采用了对光伏板支撑柱进行局部加强的措施，同时考虑到光伏板支撑立柱独立设置会浪费日光温室后屋面的空间，加大温室之间的间距，所以，在设计中仍将光伏板支撑立柱作为日光温室后墙的支撑柱，同时与前屋面骨架相连，使光伏板支撑结构与日光温室结构形成了一个统一的整体。
为了探索最大限度节约结构用材的可能性，对局部加强单柱支撑光伏板的结构采用了不同的方案。一种是仅对温室的端部立柱进行加强（图4a），另一种是从温室端部立柱开始，间隔3～4 根立柱设置加强柱（图4b）。具体采用哪种加强方式应根据当地的风雪荷载通过计算确定。
光伏板采用单柱支撑的方式，无论是否采用局部加强措施，立柱的截面都很大，除了用钢量大之外，运输和安装都不方便。为此，设计者进一步改进，采用格构柱代替矩形柱，如图5。采用格构柱后，立柱构件的截面大大减小，运输安装不需要大型机械，而且对光伏板的支撑也更加稳定。
三代光伏日光温室结构
三代光伏日光温室是在格构式立柱支撑双板二代光伏日光温室的基础上，为了进一步增加光伏板的面积而发展出来的一种温室结构，如图6。这种结构由于光伏板面积加大，相应温室之间的间距也会增大，如何平衡农业用地和光伏发电之间的矛盾尚需探讨。
这里的“光伏日光温室”是利用日光温室的后屋面布置光伏发电板，有别于在日光温室采光面上布置光伏发电板的形式，它不会对日光温室的正常采光造成影响，是一种光伏发电和温室生产从功能上完全分离，从结构上又相互依存的光伏温室形式，是一种光伏发电和农业生产有机结合而又互不影响的典型光伏农业案例，具有一定的推广应用价值。
园区总占地面积666.7 公顷，规划建设有“二代”和“三代”光伏日光温室共2300 栋。温室跨度8.5 m，长度88 m，单栋温室面积748 m2，可两栋温室沿长度方向连接为一体形成一栋长176 m，面积1496 m2大温室。每个单栋温室屋面排88列光伏板，全园光伏发电总装机容量130 MWp。按照刘董事长的解释，所谓“二代光伏日光温室”就是在日光温室后屋面架设“两块”1光伏板；“三代光伏日光温室”就是在日光温室后屋面架设“三块”光伏板；照此推理，“一代光伏日光温室”就是在日光温室的后屋面上架设“一块”光伏板。刘董事长肯定了我的推理，并说离这里不远还有一个园区，在那里他们建设了很多“一代”和“二代”的光伏日光温室，今天可以一并带我们参观并领略各代温室的风貌。
从日光温室设计的角度讲，后屋面布置光伏板数量的多少不仅影响温室结构的强度，而且也影响温室之间的间距。光伏板数量越多，荷载越大，光伏板布置的高度也将越高，相应温室之间的间距也将越大。就单栋日光温室而言，随着光伏板数量的增加，支撑光伏板的结构形式也在发生变化。在这方面，以刘董事长为首的团队创新设计了多种结构形式。这就请广大的读者跟着刘董事长的足迹，随着笔者的目光，一同领略一下香岛光伏农业有限公司在光伏日光温室结构方面的探索和实践吧。
一代光伏日光温室结构
一代光伏日光温室是在日光温室的后屋面上沿温室长度方向连续铺设单块光伏板而形成的日光温室。由于单块光伏板的自重较轻，而且基本不影响传统日光温室之间的间距。
一代光伏日光温室在光伏板支撑结构与日光温室结构的结合上有两种方式。一种是直接用日光温室的骨架，将光伏板的前端支撑在日光温室骨架上，后端则利用升起的日光温室后墙支撑，如图1。
另一种是在日光温室的后墙上伸出光伏板支撑立柱，并将光伏发电板架离温室屋面，如图2。由于是单块光伏板，只用单排立柱支撑即可满足支撑光伏板的需要。由于光伏板架离温室屋面，日光温室保温被白天卷起时也不会遮挡光伏板的采光，光伏板与温室屋面之间的缝隙也给日光温室的通风留出了足够的空间。
二代光伏日光温室结构
二代光伏日光温室就是在日光温室的后屋面上连续铺设由两块光伏板沿长度方向对接后，按宽度方向沿日光温室长度方向布置而形成的光伏日光温室。
由于两块板的重量和面积加大，其自重和承受的风荷载也相应增加，将光伏板的支撑立柱直接坐落在日光温室的后墙对墙体结构的承力要求显著增大，为此，设计者采用了将光伏板支撑结构完全脱离日光温室结构的设计方法，如图3a。这种设计方法结构传力清晰，结构计算简单。为了充分利用光伏板支撑立柱形成的立柱与温室后墙之间的空间，设计者借用光伏板支撑立柱，在日光温室的后墙外设计了一排辅助用房，如图3b。该辅助用房可以用作储存农资、工具等，也可以用于种植如食用菌等低温弱光的农产品，尤其是种植食用菌还可以与日光温室生产形成CO2和热量的物质和能量互补，更扩展了这种温室的生态效应。
单柱支撑在风荷载比较大的地区，立柱承受的弯矩较大，相应地加大了立柱的截面尺寸。为此，设计者采用了对光伏板支撑柱进行局部加强的措施，同时考虑到光伏板支撑立柱独立设置会浪费日光温室后屋面的空间，加大温室之间的间距，所以，在设计中仍将光伏板支撑立柱作为日光温室后墙的支撑柱，同时与前屋面骨架相连，使光伏板支撑结构与日光温室结构形成了一个统一的整体。
为了探索最大限度节约结构用材的可能性，对局部加强单柱支撑光伏板的结构采用了不同的方案。一种是仅对温室的端部立柱进行加强（图4a），另一种是从温室端部立柱开始，间隔3～4 根立柱设置加强柱（图4b）。具体采用哪种加强方式应根据当地的风雪荷载通过计算确定。
光伏板采用单柱支撑的方式，无论是否采用局部加强措施，立柱的截面都很大，除了用钢量大之外，运输和安装都不方便。为此，设计者进一步改进，采用格构柱代替矩形柱，如图5。采用格构柱后，立柱构件的截面大大减小，运输安装不需要大型机械，而且对光伏板的支撑也更加稳定。
三代光伏日光温室结构
三代光伏日光温室是在格构式立柱支撑双板二代光伏日光温室的基础上，为了进一步增加光伏板的面积而发展出来的一种温室结构，如图6。这种结构由于光伏板面积加大，相应温室之间的间距也会增大，如何平衡农业用地和光伏发电之间的矛盾尚需探讨。