详情

推广太阳能热水器助力广西农村能源转型的有效机制调查研究

申报人:伍瑾琳 申报日期:2025-01-04

基本情况

2025年批次
推广太阳能热水器助力广西农村能源转型的有效机制调查研究 学生申报
创新训练项目
经济学
经济与贸易类
E竞赛专项
一年期
本课题紧密契合国家节能减排与绿色低碳发展战略,聚焦于在广西农村推广太阳能热水器的成效和问题调查。通过综合运用问卷调查、实地调研与数据分析等科学方法,系统研究太阳能热水器在广西农村的普及程度及用户满意度。测算和评估使用太阳能热水器对减少广西农村居民化石能源消费的效应。分析使用过程存在的问题,推广过程面临的阻力,总结成功经验,寻找提高推广工作实效的途径,提出工作改进建议。
2024年6到10月,在本课题指导老师的指导下,完成多地城乡居民使用太阳能热水器的问卷调查,写作1.5万字的研究作品1篇。
2024年6月,获得大学生创新创业训练计划大赛自治区级立项一项。
2024年6月,获得大学生创新创业训练计划大赛国家级立项一项。
2024年6月,获得第十一届“挑战杯”广西大学生创业计划竞赛铜奖。
2024年8月,获得中国国际大学生创新大赛(2024)“数广集团杯”广西赛区选拔赛银奖。
2024年8月,获得2024年广西志愿服务公益创业赛铜奖。
指导老师作为主要成员完成国家自然科学基金项目1项,在研1项。
1、指导老师在本项目选题领域具有丰富的研究经验。
2、老师具有丰富的指导大创项目经验并指导学生取得了很好的项目成果。近4年共指导学生大创项目结题20多项,其中国家级4项,区级13项,结题优秀5项,良好7项。指导学生基于大创立项课题研究发表论文15篇。指导教师近两年发表和指导学生发表相关论文3篇。
3、指导老师对本项目的核心问题论证、研究方案设计、数据可获得性落实、分析方法、研究报告写作和研究论文发表提供全过程督促、管理和质量保证。
校级

项目成员

序号 学生 所属学院 专业 年级 项目中的分工 成员类型
伍瑾琳 商学院 国际经济与贸易 2023 报告和论文撰写、数据调查
杨晓贤 商学院 国际经济与贸易 2023 报告撰写、文献检索
何紫平 商学院 国际经济与贸易 2023 实地调研、图文处理
林佳燕 商学院 人力资源管理 2023 实地调研、材料汇总
周婕廉 商学院 国际经济与贸易 2023 报告撰写、文献检索

指导教师

序号 教师姓名 所属学院 是否企业导师 教师类型
周子元 商学院

立项依据

    随着全球对环境保护和可持续发展的重视,清洁能源的推广使用已成为各国政府关注的焦点。在习近平生态文明思想指引下,“绿水青山就是金山银山”理念深入人心,推动经济社会发展全面绿色转型。习近平主席在中共十九大开幕会上提出中国将继续开展抗击雾霾的斗争以保卫“蓝天”,壮大清洁能源产业。
    太阳能热水器作为一种清洁、环保的热水供应方式,有较高的推广和应用价值。2021年,中国国家能源局、农业农村部和国家乡村振兴局联合印发了《加快农村能源转型发展助力乡村振兴的实施意见》,提出大力推广太阳能、风能供暖,利用农房屋顶、院落空地等发展太阳能供热,在大气污染防治重点地区的农村,整县域开展“风光+蓄热电锅炉”等集中供暖。
    项目的研究目的是:一是揭示使用过程存在的问题,推广过程面临的阻力。二是总结成功经验,寻找提高推广工作实效的途径。
    1.调查广西农村居民使用太阳能热水器的现状:通过问卷调查、访谈等方式,收集城乡居民使用太阳能热水器的数据,包括使用频率、满意度、维护情况等,以全面了解其使用现状。
    2.基于调查数据分析影响广西农村居民使用太阳能热水器的因素:结合当今时政背景,从政策、市场、社会等多个角度出发,深入分析影响广西农村居民使用太阳能热水器的因素。
    3.测算和评估使用太阳能热水器对减少广西农村居民化石能源消费的效应。
    4.总结推广工作的成功经验,发现使用和推广中存在的问题,寻找提高推广工作实效的途径。
    5.提出在广西农村推广太阳能热水器的工作改进建议:在充分了解现状和阻力因素的基础上,提出针对性的政策建议和改进方案,以推广太阳能热水器,更好地促进广西农村能源转型。
    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。
    1.创新点:
   (1)结合时政,聚焦政策影响分析
本项目紧密围绕国家清洁能源政策和“双碳”目标,深入分析政策变动对城乡居民使用太阳能热水器的影响。通过对比近年来国家及地方对太阳能热水器的补贴政策、税收优惠、技术支持等政策变化,结合城乡居民的实际使用情况,揭示政策引导在推动太阳能热水器普及中的关键作用,为政策制定者提供实证依据,以期进一步优化政策环境,促进太阳能热水器的广泛应用。
   (2)强调城乡差异,提出差异化发展策略
针对城乡在经济水平、基础设施、消费习惯等方面的显著差异,本项目将分别研究城市居民和农村居民对太阳能热水器的需求特点和使用障碍,提出差异化的推广策略和产品设计方案。特别是在农村地区,结合乡村振兴战略,探索适合农村特点的太阳能热水器安装模式和服务体系,促进清洁能源在农村地区的普及和应用。
   (3)多维度影响因素探究,构建综合评估模型
项目不仅考察经济成本、技术性能等传统因素,还创新性地将环保意识、社区示范效应、智能互联技术接受度等新兴因素纳入分析框架。通过构建包含经济、社会、环境等多维度的综合评估模型,全面剖析影响城乡居民选择太阳能热水器的复杂机制,为行业提供更为精准的市场定位和产品创新方向。
    2.项目特色:
   (1)多维度数据采集与分析:综合运用问卷调查、线下访谈、统计数据挖掘等多种科学有效的方法,从多个不同的维度收集丰富的数据资源。问卷调查广泛收集不同群体对太阳能热水器的看法和意见,获取全面的信息。线下访谈则通过走进广西城乡居民的家中和太阳能热水器相关企业,充分了解他们对太阳能热水器的,揭示具体的实践经验和问题。统计分析数据则运用SPSS 软件,对广西城乡居民使用太阳能热水器的现状与问题进行收集和分析,为决策提供科学依据,提高研究的准确性和可靠性。通过这种多维度的数据采集和分析手段,全面揭示广西城乡居民使用太阳能热水器的现状与问题,避免了单一数据源可能带来的局限性和片面性,使得研究结果更加全面、准确和可靠,为提出科学合理的建议和策略提供了有力的数据支持。
   (2)强调可持续发展:关注清洁能源的使用,如太阳能热水器的可持续发展,提出长期有效的发展路径和策略,为太阳能热水器的长远发展提供保障。
    1.技术路线:
    推广太阳能热水器助力广西农村能源转型的有效机制调查研究项目研究思路流程图如图所示:
summernote-img
    2.拟解决的问题:
   (1)获悉当下太阳能热水器太阳能热水器在广西城乡的普及程度、应用效能及用户满意度和存在问题
   (2)广西城乡居民的消费习惯和环保意识对太阳能热水器使用的影响
   (3)结合广西的区域特色,充分利用当地资源,促进太阳能热水器的普及和可持续发展
   (4)依据研究成果,提出一系列能有效引导广西城乡居民转变消费习惯、增强对太阳能热水器的认知和接受度措施
    3.拟解决的途径:
   (1)理论研究:通过学校图书馆、知网等官方文献平台和网站、公众号、APP等大量搜集相关资料,深入调研广西城乡居民使用太阳能热水器的现状与问题,探索并解决相关问题。同时整理国内外研究与市场数据分析,并查阅已有发展现状等相关文献,助推企业更好地生产出符合城乡居民所需的太阳能热水器产品,制定营销策略,促进企业与消费者实现共赢。
   (2)问卷调查:在调查数据的搜集的方法方面,采用线上和线下调查,出于节约成本的考虑,线下调查时也填写的线上表格,避免了用纸质问卷调查和人工录入数据的输入错误。
   (3)数据资料分析:根据信息搜集和问卷数据进行框架构建,利用SPSS等专业数据软件工具分析,深入解析,为理论研究提供数据支撑。
    4.预期成果:
    本研究成果将以研究报告与学术论文的形式体现,预期提交研究报告1份或发表1篇学术论文。
    其主要成果形式、数量与主题大致构思如下:
    课题研究报告,1份,主题:关于推广太阳能热水器助力广西农村能源转型的有效机制调查研究报告;
    学术期刊论文,1篇,主题:推广太阳能热水器助力广西农村能源转型的有效机制调查研究。
    1.准备阶段(2024年12月-2025年1月)
    通过查阅近年来国家节能减排、绿色低碳发展政策和太阳能热水器有关论文等相关资料以及了解太阳能热水器的普及率、使用情况、用户满意度及存在的问题,并对相关资料、论文进行整合,构成独特论文集,完成前期准备工作。同时完成调研问卷的设计,确定调研方法。 完成预调查。
    2.调研阶段(2025年2月-2025年3月)
    现场调查主要在广西的南宁、柳州、钦州、防城港4个城市对城乡居民进行走访和调研,通过实地考察,走访太阳能热水器用户,查询相关资料等方式,收集全面关于研究课题的实时数据资料。问卷调查通过问卷星平台进行。
    3.数据分析阶段(2025年4月)
    对实时收集的案例和相关论文资料进行整合和科学分析,对实地调研数据进行统计和分析,得出调研结果,由此得出研究结论。
    4.论文攥写阶段(2025年5月-2025年8月)
    根据资料,数据库,论文集,走访,调研及考察结果撰写报告和论文。
    5.研究报告和论文定型阶段(2025年9月-2025年10月)
    总结梳理研究成果,完成研究报告和论文整理工作,发表论文。
    6.结题验收阶段(2025年10月)
    申请课题验收。
summernote-img
    1.与本项目有关的研究积累和已取得的成绩
    成果一:收集到的政策文件
summernote-img
summernote-img
summernote-img
summernote-img
    成果二:预调查搜集到的数据
    经过三个月的预调查搜集,共有208名被调查者填报了问卷。

summernote-img
summernote-img
(1)团队介绍
summernote-img
summernote-img
summernote-img
   (2)软硬设施——优势驱动
    硬件设施:
    ①成员都有各自的电脑设备,方便研读资料和攥写材料等;
    ②团队拥有足够的讨论空间,方便团队交流后期研究;
    ③学校图提知网等供数据库的支持,方便资料查找。
    软件设施:
    ①团队指导老师积极给予意见与建议,也有助于研究的进行;
    ②团队成员性格互补,能力互补,专业性强;
    ③队内分工明确,各有特色,精通撰写论文、编排文件、搜索文献和数据处理等技能;
    ④团队成员拥有广阔的社交关系网,为课题研究提供便利;
    ⑤本校拥有优越的创新创业扶持机制,为学生提供资金、指导和孵化平台等支持,鼓励学生将研究成果转化为实际应用;
    ⑥本校拥有科研奖励与激励制度,激励学生积极参与课题研究,有助于提高研究质量。
    3.尚缺少的条件
   (1)团队成员对数据的分析能力有待提升,对数据统计软件的使用不够熟悉;
   (2)团队成员都是大学生,项目推动资金不足,需要提供相应经费补助,且不确定获批的经费是否够支付发表论文的版面费。
    4.解决方法
   (1)学习统计软件的操作:通过阅读相关的分析软件的操作手册和书籍,上网学习相应统计软件的教授课程,掌握统计软件的使用方法。
   (2)经费申请:团队一方面向学校申请合理的项目推动资金资金开展进一步调研,另一方面向相关企业申请赞助。

经费预算

开支科目 预算经费(元) 主要用途 阶段下达经费计划(元)
前半阶段 后半阶段
预算经费总额 5000.00 3000.00 2000.00
1. 业务费 5000.00 3000.00 2000.00
(1)计算、分析、测试费 0.00 0.00 0.00
(2)能源动力费 0.00 0.00 0.00
(3)会议、差旅费 0.00 0.00 0.00
(4)文献检索费 0.00 0.00 0.00
(5)论文出版费 5000.00 版面费 3000.00 2000.00
2. 仪器设备购置费 0.00 0.00 0.00
3. 实验装置试制费 0.00 0.00 0.00
4. 材料费 0.00 0.00 0.00
结束