玻璃板的数学模型

一般玻璃板的厚度较薄，因此忽略玻璃板厚度方向的导热，同时忽略玻璃板在平面方向的温度差异，假设整个玻璃板的温度是均匀一致的，得到玻璃板的热平衡方程为

式中 ρ_g——玻璃板的密度（kg/m³）；

c_g——玻璃板的比热容[J/（kg·℃）]；

δ_g——玻璃板的厚度（m）；

T_a——室外空气温度（℃）；

T_g——玻璃板的温度（℃）；

T_sky——天空温度（℃），T_sky=0.0552T_a^1.5；

T_pv——光伏板的温度（℃）；

h_a——玻璃板与周围环境的表面传热系数[W/（m²·℃）]；

h_sky——玻璃板与周围环境的辐射传热系数[W/（m²·℃）]；

h_g，pv——玻璃板与光伏板的综合传热系数[W/（m²·℃）]；

G——太阳辐射照度（W/m²）；

α_g——玻璃板的吸收率。

h_a、h_sky、h_g，pv分别由下式计算得到

h_a=2.8+3u_a （4-2）

h_sky=ε_gσ（T²_sky-T²_g）（T_sky-T_g） （4-3）

式中 u_a——风速（m/s）；

ε_g——玻璃板的发射率；(www.xing528.com)

ε_pv——光伏电池的发射率；

ε_TPT——光伏板背板的发射率；

γ——光伏电池的覆盖率，γ=A_pv/A_co；

A_pv——光伏电池的面积（m²）；

A_co——集热器的总面积（m²）；

K_a——空气的导热系数[W/（m·K）]；

N_u——玻璃板与光伏层之间空气的表面传热系数；

H——玻璃板与光伏层的间距（m）。

集热器的安装角度在0°～75°内时，N_u的计算公式^[71]为

式中 θ——热管式太阳能PV/T集热器的安装角度；

+——正数可用；

Ra——瑞利数，由下式计算得到

式中 g——重力加速度（m/s²）；

ν——运动黏度（m²/s）；

α——热扩散系数（m²/s）；

Pr——普朗特数；

ΔT——玻璃盖板与光伏层之间的温差（K）。