1.国内的研究
(1)关于太阳能热水器采纳意愿影响因素的研究文献
汪兴东、周水平、杨蓉(2017)以江西省农村居民为调查对象,收集了972份有效问卷数据,用验证性因子分析数据分析方法研究了影响农村居民太阳能热水器采纳的社会心理因素,发现了农村居民对太阳能热水器具有很强的感知有用性,但感知易用性却比较低;主观规范和行为控制对农村居民太阳能热水器的采纳意愿均有显著的正向影响,但主观规范的影响要大于感知行为控制;在所有的影响因素中,政策支持对农村居民太阳能热水器采纳意愿的影响最大,而经济成本则是阻碍农村居民采纳的一个关键因素。
董梅、徐璋勇(2017)以陕西省的陕北、关中和陕南三个地区的居民为调查对象,收集了1303份有效问卷数据,用选择模型的Logic模型分析方法对农户的太阳能热水器使用行为进行估计。发现农户在使用太阳能相关产品时主要考虑经济因素,包括产品价格、节省支出和补贴奖励;邻居效应在太阳能热技术扩散中起到非常重要的作用;邻居效应在太阳能热技术扩散中起到非常重要的作用。
(2)太阳能技术与“低碳”挂钩发展的研究文献
郑晨潇小组在(2024)以农村地区为研究对象,通过分析太阳能光伏发电和太阳能热水器在农村地区的应用,探讨了太阳能技术在农村地区的应用及前景,发现我国太阳能资源丰富,可再生能源装机容量突破12亿kW,其中太阳能发电装机容量达3.93亿kW。太阳能热水器技术将太阳能转化为热能,我国是全球最大太阳能热水市场,农村保有量逐年增加。太阳能技术推动农村低碳转型,调整能源结构,降低成本,促进产业发展,保护环境。虽已93%农民安装,但仍存在认知和支持不足的问题,需政策和财政支持以普及推广,实现农村可持续发展,改善居民生活质量。
郎俊霞小组(2023)以鄱阳湖生态经济区的南昌市为例,用理论分析方法研究了国内新型城镇化建设中绿色低碳技术的应用,发现太阳能应用广泛,如热水器节能低成本满足热水需求,太阳房分主动被动式供暖,热发电技术成本低能持续发电,光伏发电系统分独立和并网式。绿色低碳技术契合新型城镇化建设理念,能应对资源浪费和环境污染,推动其高质量发展,应结合本地实际应用,促进持续建设。
字琼珍、王昌梅、吴凯、杨斌、尹芳、张无敌(2024)以人类利用能源的历史、中国农村能源的现状作为研究分析,通过文献法、对比分析法等研究方法去探究农村能源发展现状,识别农村能源发展存在的问题以及未来发展趋势。发现了农村太阳能主要用于热水器、建筑供暖、制冷、空调、光伏发电、太阳灶等方面。据统计,我国太阳能灶的利用潜力位居世界第二,太阳能热水器的生产和消费居世界首位。2014年开始太阳能热水器的安装呈现直线上升的趋势,太阳灶的安装数量在2015年以前也是一直上升的趋势,近几年太阳能热水器和太阳能灶安装数量增速逐渐下降,这是因为太阳能热水器和太阳能灶的安装达到一个饱和状态,使用年限较长,许多农户安装以后在短时间内不需要再安装。这些均与低碳紧密相连,太阳能的利用有助于农村能源低碳化发展,减少传统高碳能源依赖,在满足农村能源需求同时,降低碳排放,助力我国低碳目标实现,对推动农村能源结构转型、实现绿色可持续发展意义重大。
(3)关于太阳能热水器供热的影响因素的研究文献
李金平、董玉慧等(2021)以甘肃省兰州市七里河区魏岭乡绿化村搭建的太阳能真空管热水器-空气源热泵供暖系统为试验对象,在实验基地选取一间16平方米的大棚过渡房和一座温室大棚为散热实验对象,利用TRNSYS软件建立建筑采暖负荷计算模型研究了空气源热泵对于太阳能热水器供热的辅助作用。他们经过对晴天,阴天,多云工况分析发现太阳能热泵与空气源热泵制热量出现周期性变化,蒸发器进出口温度在空气源热泵工作期间随水箱温度升高而升高,而蒸发器进出口温度在太阳能热泵工作期间呈周期性变化。空气源热泵工作期间温度低于太阳能热泵工作期间,在寒冷地区采用空气源热泵与太阳能热泵交替供暖,太阳能水箱蓄热方式可尽早使水箱温度达到高温。太阳能真空管热水器-空气源热泵系统性能会影响太阳能热水器供热。
李大鹏、王玉凡等(2020),以中国四个不同纬度地区(哈尔滨,北京,长沙和广州)进行研究,通过构建三种典型的阻挡情景研究障碍物对太阳能热水器的热性能的影响,基于不同的日照时长水平分析并比较有阻挡情景下的年度和月度太阳能分数,以及典型日均水箱温度的变化发现随着集热器坡度的增加和集热器面积的减小,障碍物的影响变得更加显著。在四个城市中,除了哈尔滨外,其他城市的年太阳能风速都会显著下降。在四小时日照时长的情况下,哈尔滨的年太阳能分数可能下降10.6%,北京下降32.7%,长沙下降47.9%,广州下降49.8%。此外,障碍物还会导致平均水箱温度下降。在广州,障碍物情况下的平均水箱温度下降约7%。总之,障碍物对太阳能热水器的性能有明显的影响。
李涛、余俊勇等(2022)以夏热冬凉地区武汉市,长沙市,合肥市,成都市等典型代表城市的居民为调查对象,收集了761份有效问卷,通过现场调研方法和预测模型研究夏热冬凉地区太阳能热水器供暖改造的可行性问题,从太阳能热水器节能性和经济性分析发现,面积越大的太阳能热水器进行供暖改造时,节能性越高,回收期也越短。发现了夏热冬凉地区太阳能辐射强度以及居民太阳能热水器安装面积两方面因素会影响太阳能热水器供暖。同时,太阳辐射不稳定性的影响也会导致太阳能热水器的出水温度昼夜差异性较大,影响太阳能热水器供暖。
何如、罗红磊、伍丽泉、唐鹤云(2024)以广西桂林、南宁、北海3个太阳辐射观测站,为研究对象,查阅1961—2020年此3个站的太阳辐射观测气象研究与应用资料,其中北海站自1993-2020年对太阳辐射要素进行观测,采用太阳能资源丰富程度、稳定度、直射比三个指标对太阳能资源进行等级划分,结合广西太阳总辐射年辐照量实际分布状况,将太阳能资源丰富程度指标进行分级细化,将覆盖广西大范围的C等级细化为C1、C2、C3三个级别。结果表明,广西太阳能资源丰富程度划分为B、C1、C2、C3、D五个等级,其中B级资源很丰富区主要分布在广西沿海东部区域,C1一级丰富区在22.5°N附近以南地区和右江河谷一带,C2二级丰富区在桂中大部分地区,C3三级丰富区集中分布在桂北大部。太阳能资源稳定度划分为B、C两个等级,其中B级较稳定区集中分布在桂西北、桂东南部分地区以及上思县等地。全区各地直射比均为C级(中等级),以散射辐射较多。广西太阳能资源分不同等级,资源丰富程度影响太阳能热水器安装位置与使用效果,B级区安装条件优、加热快;C级区需辅助措施;资源稳定度影响性能要求;直射比情况影响集热器类型选择与安装角度调整,散射光多需相应适配。
2、国外的研究
Ayodeji、Akinsoji、Okubanjo等人(2024),选取了尼日利亚西南部的一个中等密度家庭作为研究对象,利用OPTI工具箱的混合整数非线性规划(MINLP)优化求解器和求解约束整数规划(SCIP)算法对该优化问题进行了求解,在MATLAB中进行了模拟,来研究一种混合式太阳能热/热泵热水器的最优能量控制策略,以解决住宅应用中传统热水器普遍存在的节能问题。结果表明与基准模型相比,最优控制(OC)有可能实现61.14%的节能效果和约70.83%的成本节约。采用OC策略对混合系统进行更好的利用,可比传统热水器多节省45.4%的能源。说明混合式太阳能热/热泵热水器最优控制策略成效显著,可大幅降碳排放,经济吸引力强促其推广,能优化能源结构,相比传统热水器多节省能源,对区域及国家实现低碳发展目标有积极推动作用。
Ahmad S Awad等人(2024)调查所研究的单位数目是I033,共有5597名乘客调查包括处理数字的问题住户人数、每个单位的面积、类型和数量-安装太阳能热水器的总额。采用方法通过调查覆盖了Al Zaytoonah大学直径为0千米的区域约旦。实施了区域抽样方法研究结果:获得的结果表明,总体数字-使用太阳能热水器的家庭的总额为33%。约旦平均太阳能水加热器面积达到0.22平方米/人均。更多使用可再生能源在太阳能热水器意味着更少的依赖传统的能源和更多的减少二氧化碳排放,这意味着人类生活质量和高人类发展指数的更多发展。
Ahmed Remlaoui1、Driss Nehari1等人(2024),以强制循环太阳能水供暖系统(fc-swhs)为研究,利用基于TRNSYS建模的动态方法研究收集器出口温度的结果。该研究的主要发现表明,TRNSYS模型预测的入口和出口流量相等率的坦克,这是一个条件,是特别重要的,当系统操作与高温度水,从55℃开始,在此温度下的流量较低,为7千克/小时,而离开混合器的水质量流速较高,为10.5 kg/hr。在热性能方面,系统的太阳能分数(SF)和热效率进行了评估。结果表明,最低的54%的平均SF出现在7月,而超过84%的最高平均SF出现在9月。在其他几个月中,SF始终保持在60%以上。热效率系统各不相同,1月为49-73%,4月为43-62%,7月为48-66%,10月53-69%。该研究中流量与温度关系影响太阳能热水器水循环、热交换效率等,设计时需依此优化参数。太阳能分数和热效率受季节影响,7月SF低、9月高,不同月份热效率有别,用户应据其变化调整使用策略,保障热水供应与性能。该设计针对阿尔及利亚的太阳能供暖的需求和挑战,包括对能源的彻底分析住宅的效率指标、季节性辅助供暖需求和最佳系统运行应用,进一步支持了阿尔及利亚实现可持续能源独立。
3.研究评述
上述文献的研究发现,农户文化程度,邻居效应,家庭收入水平,村经济发展水平,村所处的地形,太阳能热水器的补贴政策,太阳能热水器的宣传以及太阳能热水器产品的售后与质量,对农户购买太阳能热水器有显著的正向影响。其中农村消费者的收入水平是影响其购买太阳能热水器的重要因素。
上述研究为本次调查研究提供了问题设计和数据分析方法的参考借鉴。