دانشگاه ها سازمان هایی هستند که هر ساله تعداد قابل توجهی از جمعیت جوان را جذب می کند و طی زمان معینی توانمندی های علمی این اشخاص را پرورش می دهند و در توسعه ی اجتماعی و منابع انسانی وتربیت افراد كاردان نقش عمده ای دارند. این دانشجویان بیش از نیمی از منابع انسانی مؤثر در توسعه جوامع بشری را تشکیل می دهند و از آنجا که نسل جوان و نوجوان به عنوان سرمایه های انسانی هر جامعه ای نقش بارزی در توسعه پایدار آن جامعه دارند، در بین آنها دانشجویان به لحاظ برخورداری از توانمندی فنی و تخصصی در کنار پویایی جوانی و انرژی فراوان، قادرند تأثیر تعیین کننده ای بر آینده جامعه داشته باشند، زیرا در هر جامعه ای پویاترین گروه های آن را قشر های تحصیل کرده جوان و دانشجویان در حال تحصیل تشکیل می دهند؛ و سلامت این قشر تا حد زیادی لازمه سلامت بسیاری از آحاد جامعه را در بر دارد و ازآنجا که جامعه بدون داشتن افرادی سالم نمی تواند به حیات خود ادامه دهد، لذا برخورداری اعضای جامعه خصوصاً دانشجویان به عنوان یکی از عناصر اصلی نظام آموزشی که در ارتباط با دیگران در محیط های مختلف نقش مهمی را بازی می کنند، می توان از نقش پدیده سلامت روانی و میزان ارتباطی که این پدیده با مؤلفه های سرمایه اجتماعی در جامعه دارد و زمینه را برای تبادلات اجتماعی، فرهنگی و عاطفی به صورت کافی فراهم می کند، به صورت مستمر و برنامه ریزی شده بهره برد. یكی از مشكلات شایع نظام آموزشی در بسیاری از كشورهای جهان، پدیده ی اُفت تحصیلی است كه زیان های علمی، فرهنگی و اقتصادی زیادی متوجه دولت ها و خانواده ها می كند. تلاش برای شناسایی عوامل مهم در پیشرفت تحصیلی و ارائه ی راهبردها و انجام اقداماتی در جهت كاهش خسارات ناشی از اُفت تحصیلی، مستلزم تحقیقات بسیار در این زمینه است( تهرانی، 1391).

 

نظر به موارد مذکور و با عنایت به اینکه مهم ترین چالش ها درافت تحصیلی می تواند ناشی از سلامت روان و عدم سرمایه اجتماعی مناسب باشد و این موضوع هم بیشتر دارای صبغه ای اجتماعی است، در این پژوهش سعی می شود رابطه میان سرمایه اجتماعی و سلامت روان بر پیشرفت تحصیلی دانشجویان دانشگاه علوم پزشکی مازندران بررسی شده و نقش هر یک از مولفه های سرمایه اجتماعی  و سلامت روان را در ارتباط با پیشرفت تحصیلی بیان گردد.

 

 

 

 

 

بیان مسئله

 

امروزه همگام با پیشرفت پزشکی و توسعه خدمات بهداشت و درمانی در جوامع ، الگوهای ابتلا به بیماری به سمت بیماری های غیرواگیر تغییر جهت داده است . در این میان نرخ صعودی ابتلا به اختلالات روانی و هزینه هایی که این اختلالات بر جوامع تحمیل می کند توجه متخصصان بهداشت عمومی و ارتقای سلامت را جلب کرده است . از سوی دیگر از آنجا که سلامت روانی با ظرفیت و توانایی افراد برای شکل دادن روابط هماهنگ با دیگران و کمک سازنده به تحول در محیط اجتماعی و فیزیکی مرتبط است ، توسعه اقتصادی و اجتماعی کشور نیز که نیازمند مشارکت فعالانه ی نیروی انسانی سالم است با سلامت روانی منابع انسانی که ارتباط پیدا می کند . دوران دانشجویی دوره ای مهیج و پر چالشی برای دانشجویان است، در طول این دوره كلیه دانشجویان به دلیل رویایی با عوامل استرس زای بیشتر و لزوم سازگاری مناسب باید از سلامت روانی و خود اتكایی بیشتری بر خوردار باشند تا بتوانند به توفیق بیشتری در تحصیل و در نهایت حرفه خود دست یابند. چالش های دوران دانشجویی می تواند منابعی از اضطراب را برای آنها فراهم آورده و سلامت آنها را به خطر اندازد و باعث افت تحصیلی گردد. ( بهرامی، 1389 ).

 

سلامت جسمی و روانی دانشجویان به عنوان قشر آینده ساز کشور که در آینده ای نه چندان دور بخش قابل ملاحظه ای از نیروی فعال کشور را در بخش های مختلف تشکیل خواهند داد از اهمیت به سزایی برخوردار است و از همین رو بررسی کم و کیف آن و عوامل تعیین کننده آن شایان توجه است . از طرف دیگر دانشجویان به دلیل مواجه با مسایلی همچون ورود به محیط جدید ، مشکلات اقتصادی ، دوری از خانواده ، ناسازگاری با اطرافیان (به ویژه در خوابگاه) تعارضات فرهنگی ، حجم زیاد دروس ، رقابت و چشم انداز آینده شغلی مبهم ، مستعد آسیب پذیری سلامت روانی هستند(تهرانی، 1391).

 

پیشرفت تحصیلی دانشجویان از موضوعات مهمی است كه تحت تأثیر عوامل مختلفی است. یكی از این عوامل، متغیر سرمایه اجتماعی بین گروهی هست. به مثابه ی مفهومی سرمایه اجتماعی كه با زمینه ی اجتماعی ارتباط دارد، به عنوان مؤلفه های جدید، علاوه بر مؤلفه های پیشین نظیر عوامل فردی، زیست محیطی و ژنتیكی توجه متخصصان را در سطوح  ملی و بین المللی جلب كرده است( نوغانی و رضوی زاده ، 1392 ).

 

سرمایه ی اجتماعی در روابط میان افراد تجسم می یابد وموقعی به وجود می آید كه روابط میان افراد به
شیوه ای دگرگون شود كه كنش را تسهیل، كند. به اعتقاد (پانتام، 2000)  سرمایه ی اجتماعی سه بعد دارد:

 

1-شبكه ها، كه همان روابط اجتماعی و تعاملات افراد با هم است و به عنوان جزء اساسی سرمایه ی اجتماعی محسوب می شود2- هنجار همیاری ، كه ملاك سرمایه ی اجتماعی است3- اعتماد ، كه از عناصر ضروری برای تقویت همكاری است و حاصل پیش بینی پذیری رفتار دیگران است كه اعتماد شخصی واعتماد تعمیم یافته را در برمی گیرد.

 

دانشجویانی كه از سرمایه اجتماعی بالایی برخوردار هستند نسبت به دانشجویانی كه سرمایه اجتماعی پایین تر داشتند، علاقه بیشتری به ادامه تحصیل نشان می دهند(مارتین[2]، 2009). متغیرهای سرمایه اجتماعی، دوستان و معلم تأثیر معنادار بر موفقیت تحصیلی دانش

 آموزان دارند(هوانگ[3]، 2008 ).

 

تربیت نیروهای كارآمد از وظایف اصلی دانشگاه ها است و افزایش سطح علمی و كارایی كشور وابسته به این قشر آینده ساز می باشد. در این راستا، كمك به پیشبرد وضعیت تحصیلی و جلوگیری از افت و ترك تحصیل در دانشجویان لازم است. دانشجویانی كه دچار افت تحصیلی می شوند، مستعد گرایش به رفتارهای منفی بوده و خساراتی را به خود و جامعه وارد می كنند(رضایی و همکاران ، 1385).

 

شواهد نشان می دهد بهداشت روان بر وضعیت تحصیلی دانشجویان مؤثر است. و میزان خلاقیت و توانایی تحصیلی فراگیران را افزایش می دهد (دادخواه وهمکاران ،1389). هم چنین افزایش سلامت روانی، موجب پیشرفت تحصیلی می گردد.(ابوالقاسمی و همکاران ،1389 ).

 

لازم به ذکر است که مرور تحقیقات انجام شده در زمینه سلامت روانی در پایگاه های اطلاعاتی کشور نشان می دهد در تحقیقاتی که در نشریات علمی – پژوهشی روان شناسی توسط روان شناسان انجام شده رابطه سلامت روانی با متغیر های روان شناختی بررسی شده و متغیرهایی که صبغه اجتماعی داشته باشند به عنوان عامل تعیین کننده سلامت روانی کمتر مورد توجه قرار گرفته است.

 

در بین رشته های دانشگاهی ، بهداشتی ودرمانی از رشته های پراسترسی است . زیرا دانشجویان این رشته ها علاوه بر استرس محیط آموزشی در معرض استرس های محیط بالینی نیز قرارمی گیرند. به نظر می رسد میزان زیاد استرس یكی از عواملی است كه باعث افت تحصیلی و بروز اختلالات جسمی و روحی در این گروه می گردد. با توجه به مطالب مطرح شده، این پژوهش برای پاسخ به این سوال شکل گرفته است که سرمایه اجتماعی وسلامت روان چه رابطه ای با پیشرفت تحصیلی دانشجویان دانشگاه علوم پزشكی مازندران دارند؟

 

اهمیت و ضرورت پژوهش

 

پیشرفت تحصیلی یکی از مهم ترین معیارهای است که در بررسی توانایی دانشجویان برای اتمام تحصیلات دانشگاهی و رسیدن به مرحله فارغ التحصیلی نقش قابل توجهی را ایفاء می کند. پیشرفت تحصیلی موضوعی است که در حال حاضر مورد توجه تمامی کشورهای جهان است، هر ساله مقدار زیادی از بودجه جوامع صرف تحصیل می شود و پژوهش های زیادی به بررسی عوامل مختلفی که می تواند بر پیشرفت تحصیلی تأثیر داشته باشد اختصاص یافته است.، عواملی مانند: خانواده، محیط زندگی،دانشگاه و برنامه های آموزشی . بخش اعظم این پیشرفت بواسطه برنامه ریزی صحیح و علمی صورت پذیرفته است،اما با تمام این پیشرفت ها، افت تحصیلی و زیان های ناشی از آن با ابعاد گسترده اش باعث نگرانی همه كشورهای دنیا شده و در این بین كشورهای در حال توسعه و توسعه نیافته مشكلات مضاعفی را تحمل می كنند.

 

موضوع جلوگیری از افت تحصیلی یا کوشش در جهت پیشرفت تحصیلی بالنفسه از اهمیت ویژه یی برخوردار است و همواره مورد توجه تمامی مسؤلان نظام آموزشی قرار گرفته است و سعی و تلاش دارد بتواند با بسیج نیروهای کارآمد سطح علمی و فرهنگی افراد را ارتقاء داده و مراکز و مؤسسات صنعتی، علمی و تجاری جامعه را از وجود متخصصان آگاه و توانمند بهره مند سازد. در نظام آموزشی ما بودجه های قابل توجهی به امر تعلیم و تربیت اختصاص داده شده و بر همین اصل هم هزینه های فراوانی در این راستا صرف گردیده و خواهد شد. لذا توجه به این امر مهم ضرورت دارد تا بتوان جلوی یکی از آفت های بارز و آشکار نظام آموزشی را که همانا افت تحصیلی است، گرفت.

 

تجهیز دانشجویان به سلامت جسم وروان باعث ایمنی آنها در برابر مشکلات می شود و آنان به راحتی می توانند با شرایط متغیر زندگی و رو به تکامل فناوری، با شیوه هایی که خانواده و جامعه آنان را مثبت می داند، انطباق یابند و نقشی مفید در جامعه داشته باشند.  بنابراین افزایش سلامت روانی باعث کاهش آسیب های اجتماعی می شود. همچنین با حصول نتایج این پژوهش می توان حساسیت و نگرانی مسؤلان را در قبال سلامت روانی جوانان بیشتر کرد و سازمان ها و ارگان های ذیربط می توانند گام های مؤثری در جهت حفظ و ارتقای سلامت روان که در نهایت منجر به عملکرد بهتر فرد در جامعه می شود، بردارند و به مداخلات فرهنگی، اجتماعی و اقتصادی مناسب دست زنند، تا در سایه سلامت جسم و روح ناهنجاری ها و مشکلات اجتماعی کاهش یافته و روابط در لوای تصحیح شیوه های رفتاری بهبودیابد.

 

لذا  بررسی وضعیت سرمایه اجتماعی و سلامت روانی دانشجویان  که می تواند در پیشرفت تحصیلی آنهاتاثیر بسزایی داشته با شد از اهمیت خاصی برخوردار است این امر به دست اندر كاران آموزش عالی كمك می كند تا با بسط و توسعه شبكه های اجتماعی، مراكز و كلینیک های خدماتی مشاوره، روان درمان و مددكاری و ارائه ی بیشتر خدمات رفاهی و بهداشتی و مهارت های زندگی از شیوع ناراحتی های روانی – اجتماعی كه گاه حتی گریبان گیر باهوش ترین و خلاق ترین دانشجویان می شود جلوگیری كنند. بر همین اساس برنامه ریزان جوامع توسعه یافته تلاش می كنند كه میزان سلامت روانی افراد جامعه ی خود را ارتقاء بخشند و یكی از راه های ارتقاء سلامت روانی شناخت عواملی است كه در افزایش این بعد از سلامتی تأثیرگذار است .برای انجام برنامه ریزی صحیح و جامع لازم است پژوهش هایی در زمینه شناخت میزان سرمایه اجتماعی و سلامت روانی دانشجویان و همچنین شناخت عوامل تأثیر گذار بر آن انجام پذیرد. بنابراین شناخت عوامل مرتبط با سلامت جسم و روان دانشجویان می تواند دست اندركاران امر تعلیم و تربیت را در هدایت بر نامه های آموزشی و پرورشی كمك كند و آنان را به امور جوانان كشور آگاه ترگرداند . لذا با توجه به اهمیت سرمایه اجتماعی در توسعه و پیشرفت تحصیلی دانشجویان و نقش سلامت روان در تضمین كارآمدی و پویایی افراد در زمان تحصیل و پیشگیری از افت تحصیلی،  انجام این تحقیق ضروری به نظر می رسد.

 

 

 

اهداف پژوهش

 

هدف اصلی

 

بررسی رابطه بین سرمایه اجتماعی و سلامت روان با پیشرفت  تحصیلی دانشجویان دانشگاه علوم پزشکی و خدمات بهداشتی درمانی مازندران می باشد.

 

اهداف فرعی

 

1. تعیین وضعیت سرمایه اجتماعی دانشجویان دانشگاه علوم پزشکی و خدمات بهداشتی .

 

1. تعیین وضعیت سلامت روان در دانشجویان دانشگاه علوم پزشکی و خدمات بهداشتی .

 

1. تعیین وضعیت پیشرفت تحصیلی دانشجویان دانشگاه علوم پزشکی و خدمات بهداشتی .

 

1. تبیین رابطه مولفه های سرمایه اجتماعی(شناختی، رابطه ای، ساختاری) با پیشرفت تحصیلی دانشجویان.

 

1. تبیین رابطه مؤلفه های سلامت روان(جسمانی، اضطراب، اجتماعی و افسردگی) با پیشرفت تحصیلی دانشجویان.

 

1. تعیین سهم هریک ازمولفه های سرمایه اجتماعی و سلامت روانی در پیشرفت تحصیلی دانشجویان.

 

 

فرضیه های پژوهش

 

1. میزان سرمایه اجتماعی دانشجویان دانشگاه علوم پزشکی مازندران بالاتر از حد متوسط است.

 

1. میزان سلامت روان دانشجویان دانشگاه علوم پزشکی مازندران بالاتر از حد متوسط است.

 

1. میزان پیشرفت تحصیلی دانشجویان دانشگاه علوم پزشکی مازندران بالاتر از حد متوسط است.

 

1. بین مولفه های سرمایه اجتماعی (شناختی، رابطه ای، ساختاری) با پیشرفت تحصیلی دانشجویان رابطه وجود دارد.

 

1. بین مولفه های سلامت روان (جسمانی، اضطراب، اجتماعی و افسردگی) با پیشرفت تحصیلی دانشجویان رابطه وجود دارد.

 

1. مولفه های سرمایه اجتماعی و سلامت روان در تبیین متغیر پیشرفت تحصیلی سهم متفاوتی دارند.

 

 

(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

در بسیاری از تحقیقات تغییرات مرفولوژیکی و عملکرد قلبی ناشی از ورزش علت افزایش آشکار زمینه بیماری های قلبی عروقی و مرگ ناگهانی در ورزشکاران جوان هنگام فعالیت ورزشی شناخته شده است (کلاسن و همکاران، 2002). در دهه های اخیر به دنبال افزایش نارسایی قلبی ورزشکاران و مشاهدات اولیه از گرانول های ترشحی در بافت بطنی پیشنهاد شده است که قلب همانند یک غده درون ریز پپتیدی به نام فاکتور ناتریورز مغزی (BNP) ترشح می­ کند (آدم و همکاران، 2005). این فاکتور به طور عمده در قلب ترشح می شود و بیانگر عملکرد قلب می باشد. در حالت طبیعی فقط مقدار کمی از آن در پلاسما موجود است و در هنگامی که قلب به مدت طولانی سخت کار نماید سطوح BNP و یا NT-proBNP به واسطه دستگاه هورمونی عصبی در پاسخ به تغییرات فشار درون بطنی و بدنبال اختلال عملکرد قلبی به صورت پایدار و یا ناپایدار از بطن قلبی به درون خون ترشح می شود. عدم تعادل طولانی مدت این نروهورمون مضر است و می تواند منجر به تصلب بافت بطن چپ، اتساع عروقی، آریتمی، کم خونی و ایجاد بیماری های گوناگون از جمله نارسایی قلبی، بیماری کلیوی و ریوی، بیماری غدد درون ریزو پرفشارخونی اولیه و تنگی نفس شود(فرانک، 2003؛ داست و همکاران, 2006). بعلاوه سطوح پلاسمایی با فشارحجم پایان دیاستولی بطن چپ، فشار شریان سرخرگ ریوی و فشار دهلیزی، اختلال عملکرد سیستولی و دیاستولی بطن ها و هایپرتروفی بطن چپ ارتباط دارد(فرانک ,2003؛ داست و همکاران، 2006، کاردرلی و توماس،  2003). در گذشته کشف و شناسایی نارسایی قلبی را از راه ارزیابی تغییرات پلاسمای خون و هم چنین چگونگی درمان آن میسر نبوده است. اما در سال های اخیر با افزایش روش های دسترسی و تعیین میزان غلظت BNP یا NT-proBNP پلاسما یا شناسایی نشانگر های اختصاصی قلبی، ارزیابی غلظت پلاسمایی NT-proBNP به عنوان شاخص تشخیصی حساس و مخصوص برای شناسایی و پیشگویی نارسایی قلبی یا افراد مضنون به بیماری قلبی شناخته شده است که مقادیر آن متناسب با شدت نارسایی قلبی افزایش می یابد(کاردرلی و توماس,  2003).

 

در مطالعات متعدد میزان حساسیت  BNPبرای شناسایی نارسایی قلبی 85-95 درصد و ویژگی آن را 92- 84درصد گزارش شده است. مقادیر پلاسمایی   BNPبالاتر از 100پیکو گرم در میلی لیتر خطر نارسایی قلبی را پیشگویی می کند(داست و همکاران، 2006). هم چنین گزارش شده است که افزایش غلظت پلاسمایی NT-proBNP در تشخیص اختلال عملکرد بطن چپ اسیب میوکاردی به کار می رود که مقادیر آن به تغییرات فشار درون بطنی ناشی از پاسخ دینامیکی به حجم و بار بطنی بستگی دارد (فرانک، 2003؛ داست و همکاران، 2006). )مولر و همکاران، 2005 ( نشان دادند NT-proBNP حساسیت بیشتری نسبت به BNP  در تعیین افراد مضنون به نارسایی قلبی در بطن چپ دارد. اگر چه افزایش ناشی از ورزش NT-proBNP، ممکن است پاسخ فیزیولوژیکی قلبی در شرایط ویژه تمرینی و بدون اهمیت پاتولوژیکی آن باشد (خلیق فرد و همکاران، 1390). ولی تعیین تغییرات NT-proBNP متعاقب شدت های مختلف تمرین به ویژه در تمرینات مقاومتی که با برنامه های مختلف از سوی بدنسازان و سایر ورزشکاران انجام می­ شود، می ­تواند در برای محققین، مربیان و ورزشکاران مفید باشد. از این جهت در تحقیق حاضر پاسخ پپتید ناتریورز مغزی به دو شدت مختلف تمرین مقاومتی در مردان تمرین کرده تعیین و مورد مقایسه قرار گرفت.

 

 

 

1-2. بیان مسئله

 

نتایج مطالعات اپیدیمولوژی نشان می دهد که تمرینات منظم ورزشی با کاهش خطر طولانی مدت وقایع قلبی همراه است (لیون و  همکاران، 1987) و در افرادی که ورزش های منظم انجام می دهند نه فقط خطر سکته قلبی کمتر است بلکه  میزان خطر تحریک بروز انفارکتوس با تمرینات جسمانی شدید نیز در آن­ها نیز پایین تر است (میتل مان و همکاران، 1993). در مجموع خطر مرگ ناشی از بیماری های قلبی کرونری در افراد فعال در مقایسه با افراد غیر فعال حدود دو برابر کمتر است. به عبارت دیگر فعالیت ورزشی شدید می ­تواند به عنوان یک فاکتور محرک وقایع میوکاردی مانند عملکرد قلبی آسیب دیده، ایسکمی قلبی، سکته میوکاردی و ایست قلبی عمل نماید. بعلاوه نشان داده شده است که میزان حملات قلبی کشنده و یا غیرکشنده در هنگام فعالیت ورزشی سنگین تر در مردان (بدون سندرم بیماری در مقایسه با افراد غیر فعال در هنگام مطالعه در حال استراحت حدود 4 تا 54 بار  بیشتر است (چن و همکاران، 2002). در ورزش بدن با تقاضاهای زیادی روبه رو می شود که تغییرات فیزیولوژیکی گسترده­ای را موجب می شود و بررسی رویدادهای فیزیولوژیکی که در طول تمرین و سازگاری هایی که معمولا در پی تمرین رخ می دهد از اهمیت خاصی برخوردار است سازگاری هایی که در کل بدن و به دنبال تمرین روی می دهد در نتیجه سازگاری هایی است که در دستگاه های مختلف ایجاد می شود (مرندی وهمکاران، ,2013). در مطالعات اخیر تغییرات مرفولوژیکی و عملکرد قلبی ناشی از فعالیت ورزشی، علت آشکار زمینه های بیماری­های قلبی و مرگ ناگهانی در ورزشکاران جوان هنگام فعالیت ورزشی شناخته شده است (کلاسن و همکاران، 2002). در پی مشاهده افزایش نارسایی قلبی ورزشکاران در دهه­های اخیر و هم چنین مشاهدات حاصل از گرانول های ترشحی در بافت قلبی، این نتایج حاصل شد که قلب همانند یک غده درون ریز قادر به ترشح پتید ناتریورتیک مغزی ( BNP)  است (ادم وهمکاران ,2003).

 

هورمون BNP در قلب ترشح می شود و چگونگی کارکرد قلب را نشان می دهد. در حالت طبیعی تنها مقادیر کمی از  BNP در خون مشاهده

 می گردد. سطوح پلاسمایی BNP در شرایطی که قلب با شدت و در زمانی طولانی فعالیت دارد، از طریق دستگاه عصبی – هورمونی و در پاسخ به تغیرات درون فشار بطنی و هم چنین در شرایط اختلال در عملکرد قلبی به صورت مداوم و یا غیر مدوام از بطن قلبی به درون خون ترشح می شود. عدم تعادل طولانی مدت این نروهومون می تواند  زیان آور باشد و منجر به تصلب بافت بطن چپ، اتساع بطنی  قلبی، آریتمی، کم خونی و بیماری مختلف ازجمله نارسایی قلبی، بیماری کلیوی و ریوی، (مایر همکاران,2001). و بیماری غدد درون ریز(سندروم کوشینگ)، پرفشارخونی اولیه و بیماری تنگی نفس می شود (فرانک و همکاران, 2006 BNP( در علم پزشکی برای ارزیابی خطر بیماری های قلبی، حمله قلبی و یا سندرم کرونری حاد مورد استفاده قرار می گیرد (هولمزوهمکاران,1993). تحریکات مکانیکی و نروهورمونی قلب همراه با کشش میوسیت های بطنی در پاسخ به اتساع حجم بطن، به نظر می رسد منجر به  افزایش یکسان BNP و NT-proBNP پلاسمایی شود (خلیقی فرد وهمکاران ,1390).  هرچند مکانیسم پاکسازی پپتیدهای ناتریورتیک کاملا مشخص نیست ولی کاتابولیسم اولیه از طریق فیلتراسیون گلومرولی، مسیرهای رسپتوری ویژه و تخریب با اندوپپتیدازهای خنثی صورت گیرد. نیمه عمر حذفی  BNP و NT-proBNP به ترتیب 18 و 90-120دقیقه استBNP. می تواند به دو شکل فعال و غیرفعال (BNP،  NT-proBNP) وجود داشته باشد. این هورمون بر چندین عملکرد بدن  مانند انقباض عروقی، دفع سدیم و سرکوب سیستم سمپاتیک و سیستم رنین –آنژیوتانسین اثر می­گذارد (دتیانت و همکاران ,2006). افزایش سطوح پلاسمایی  NT- پس از فعالیت شدید ورزشی در تحقیقات قبلی گزارش شده است (ویدتو و همکاران, 2005). در حالی که (بارتک و همکاران, 2003) اختلاف معنی داری بین سطوح NT-proBNP پس و قبل از یک جلسه تمرین ورزشی استقامتی مشاهده نکردند. از سوی دیگر (توماس و همکاران,2006) افزایش میزان پلاسمایی را مرتبط به اختلال قلبی فرض نمودند، (میدلتون و همکاران, 2006) اشاره داشتند که افزایش سطوح پلاسمایی ارتباطی با اختلال قلبی ورزشکاران ندارد. علاوه بر این نتایج مطالعات (لی پی و همکاران ,2006) قبلی نشان دادند که فعالیت ورزشی با کاهش سطوح استراحتی NT-proBNP  همراه است به طوری که سطوح NT-proBNP در دوچرخه سواران حرفه ای بطور معنی داری از افراد غیر ورزشکار پایین تر بود. علاوه بر این کاهش سطوح NT-proBNP  متعاقب 4 هفته تمرین ترکیبی مقاومتی و هوازی در بیمارانی با ناتوانی قلبی گزارش شد(کنرداس و همکاران ,2004). اما علی رغم مطالعات انجام شده تاثیر تمرینات مقاومتی حاد بر سطوح  NT-proBNP مطالعه ای مشاهده نشد. لذا با توجه به این که بسیاری از ورزشکاران به ویژه بدنسازان برای افزایش قدرت، اوج توان عضلانی و هم چنین هایپرتروفی عضلانی از برنامه های متنوع تمرینات مقاومتی با  شدت های مختلف بالا بهره می جویند. تحقیق حاضر در پاسخ به سوالات زیر انجام شد: پاسخ NT-proBNP به یک جلسه تمرین حاد مقاومتی با شدت های متوسط و سنگین در ورزشکاران جوان بدنساز چه می باشد؟ آیا تفاوتی بین پاسخ NT-proBNP  این ورزشکاران به شدت های مختلف متوسط و شدید مقاومتی حاد وجود دارد؟

 

 

 

• اهمیت و ضرورت انجام تحقیق

فیزیولوژیست ها و متخصصان قلب، در  بررسی اثر ورزش بر سیستم قلبی آئورتی نشان دادند که ورزش و فعالیت بدنی می تواند به عنوان یک شیوه ضروری و مناسب برای جلوگیری از بیماری های قلبی و امید طولانی به زندگی  مورد استفاده  واقع شود. امروزه فقدان آمادگی جسمانی و فعالیت و مرگ و میر ناشی از بیماری ها قلبی، موجب نگرانی متخصصان می باشد از این جهت بر انجام فعالیت بدنی برای جلوگیری از بیماری های قلبی توصیه می شود (لیون وهمکاران, 1987). BNP در علوم پزشکی برای ارزیابی خطر ابتلا به بیماری های قلبی، حمله قلبی، یا سندرم کرونری حاد استفاده می شود (میتل مان و همکاران,1993). پپتید هورمون نوع B (BNP) متشکل از 32 اسید آمینه است که برای اولین بار از مغز خوک ها توسط (سادو و همکاران,1998) استخراج شد. این هورمون به طور عمده توسط میوبلاست های بطنی در پاسخ به استرس فیزیکی و فعالیت های ماهیچه های قلب سنتز و ترشح می شود و روی عضله قلب اثر می گذارد (چن و همکاران ,2000؛ لیون و همکاران, 1987). فعالیت ورزشی سبب افزایش طولانی مدت در سطح BNP می شود. اگر چه اینون.و/ئن. تغییرات، به مدت طولانی در پلاسما باقی نمی ماند، ولی      می­توانند 1 ساعت بعد از ورزش مشاهده شوند (باقری وهمکاران ,2013 ). در برخی از پژوهش ها پیشنهاد شده است که BNP به آمادگی جسمانی، شدت و حجم عملکرد ورزشی ارتباط دارد. نتایج تحقیقات اخیر نشان دهنده  افزایش ملایم سطوح BNP قلبی ناشی از ورزش در بیماران ایسکمیک است، اما افزایش BNP یک رابطه مستقیم و معنی داری با میزان ایسکمی دارد. بعضی از محققان بر این باورند که افزایش در فعالیت سمپاتیک در طول تمرین حاد منجر به افزایش سطوح BNP  می گردد(کلاسن و همکاران,2002). علاوه بر این، درطول فعالیت ورزشی ممکن است خستگی قلبی یا آسیب میوکارد تا واماندگی کامل رخ دهد که می تواند با افزایش سطح BNP همراه شوند(فرانک و همکاران,2003). با این وجود تاثیر تمرین حاد بر سطوح BNP در افراد سالم به ویژه ورزشکار واضح نبوده و مورد بحث است. به طوری که سطوح افزایش یافته پپتید ناتریورتیک بلافاصله پس ورزش شدید طولانی مدت در مردان استقامتی کار، ممکن است در نتیجه آسیب سلول میوکاردی بالینی  ناشی از ورزش باشد(مرندی و همکاران, 2010 ). برعکس افزایش سطوح BNP در دوندگان زن مارتن تنها در یک روز پس از مسابقه مشاهده شد(کاتو وهمکاران ,2000). بر اساس تحقیقات قبلی، آسیب میوکارد ممکن است دلیل اصلی کاهش عملکرد قلبی باشد. در حالی که به اعتقاد )میدلتون و همکاران, 2006) فزایش سطوح BNP ارتباطی به اختلال عملکرد قلبی در ورزشکاران ندارد. ا این حال نگرانی ها در خصوص این که چه ورزش هایی و با چه شدت و مدتی می تواند بر عملکرد قلبی و یا آسیب میوسیت ها تاثیر گذار باشد به قوت خود باقی است(خلیقی فرد وهمکاران, 1390). امروزه استفاده از ورزش های مقاومتی به منظور توسعه سلامتی، افزایش حجم عضلانی و جلوگیری از کاهش توده بدن مورد توصیه می باشد. هم چنین با توجه به شیوع روز افزون استفاده از انواع تمرینات مقاومتی از سوی بدنسازان، ورزشکاران رشته های ورزش مختلف و افراد عادی انجام مطالعات بیشتر در خصوص اثرات حاد این نوع تمرینات با شدت های مختلف برسطوح فاکتورهای التهابی و آسیب بافتی ضروری به نظر می رسد. لذا تحقیق حاضر به منظور مقایسه پاسخ پپتید ناتریورز مغزی به دو شدت مختلف تمرین مقاومتی درمردان بدنساز انجام شد.

 

 

 

1-4. اهداف پژوهش

 

1-4-1. هدف کلی

 

هدف کلی تحقیق حاضر مقایسه پاسخ پپتید ناتریورز مغزی(NT-proBNP) به دو شدت مختلف تمرین مقاومتی در مردان تمرین کرده بود.

 

1-4-2. اهداف ویژه

 

1. تعیین پاسخ سرمی NT-proBNP به تمرین مقاومتی حاد با شدت متوسط در مردان تمرین کرده.

 

1. تعیین پاسخ NT-proBNP سرمی به تمرین مقاومتی حاد سنگین در مردان تمرین کرده.

 

 

1-5. فرضیات پژوهش

 

1. بین پاسخ NT-proBNP به دو شدت مختلف تمرین مقاومتی حاد در مردان تمرین کرده تفاوت معنی داری وجود دارد.

 

 

(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

دوران نوینی در عرصه حیات اجتماعی که به جامعه اطلاعاتی مشهور است آغاز شده که زندگی بشر، مناسبات آن ، آموزش و پرورش و رسالت آن را تحت تأثیر قرار داده است. پیشرفت‌های فن آوری منجر به تحولاتی در صلاحیت‌ها و شایستگی‌های مورد نیاز و متناسب با دنیای متغیر فعلی در دانش‌آموزان گشته است. صلاحیت‌هایی که امروزه مطرح هستند عبارتند از تفکر انتقادی ، صلاحیت‌های عمومی ، حل مساله و تصمیم گیری ( قورچیان ، 1382).

 

 

نیاز به نیروی متخصص در جوامع امروزی با توجه به رشد تکنولوژی در ابعاد مختلف صنعتی ، کشاورزی ، ارتباطات و فن‌آوری‌های نوین در علم رایانه و نرم‌افزار‌های آن می‌طلبد جهت آموزش نسل آینده از ابزارهای روزآمد که توانایی بکارگیری حواس مختلف در عین حال داشتن جذابیت ، مورد استفاده قرار گیرد. با ظهور شبکه رایانه‌ای و توسعه ارتباطات ، عصر اطلاعات جامعه بشری را با رویکرد‌های جدید در کلیه ابعاد به ویژه در بعد آموزش و پرورش مواجه می‌سازد. در این عصر مفاهیم صنعتی آموزش فرایندهای یاددهی یادگیری ، نقش معلم و متعلم به کلی دگرگون شده است ( نیاز آذری ، 1383).

 

 

کاربرد فن‌آوری با گسترش رسانه‌ها و سپس چند رسانه‌ای‌ها دچار تحول شد. تکامل ابزارها و پیچیده شدن ابعاد ساختاری و محیطی و به کارگیری آنها و شکل گرفتن واحدهایی از مفاهیم علمی و مبتنی بر ابزار به ایجاد حوزه‌ای به نام « فن آوری آموزشی » منجر شد ( امیر تیموری ، 1386).

 

 

امروزه این شیوه‌ها از طریق افزایش توجه به نقشی که فناوری‌های یادگیری در رشد آموزش و تغییر مدارس ایفا می کند دنبال می‌شود. فناوری‌های جدید می‌توانند برنامه‌های جذابی را که براساس واقعیت‌های موجود هستند به کلاس درس ببرند و با فراهم آوردن وسایل کمک آموزشی یادگیری را قوت ببخشند. دانش‌آموزان می‌توانند با بهره‌گیری از این فناوری‌ها ، درباره اجرای خود بازخورد دریافت کنند ، بازتاب افکار و ایده‌های خود را ببینند و آنها را مجدداً بررسی کنند.

 

 

1-2- بیان مساله

 

 

امروزه از آموزش و پرورش انتظار می رود تا موجبات یادگیری فعال و مشارکتی بین دانش آموزان را فراهم آورد . برای محقق شدن چنین رویکردی به ناچار نیاز به تغییر رویه‌های سابق است. شیوه های آموزش قدیمی مسلماً پاسخگوی نیاز های آموزشی متغیر سبز فایل نیست ، بنابراین یکی از تلاش‌های سازمان‌های آموزشی باید در ارتباط با فن آوری اطلاعات و ارتباطات و کاربرد آن در برنامه درسی باشد (‌نیاز آذری ، 1383 ) . فن آوری اطلاعات و ارتباطات تأثیر قابل توجهی در امر یادگیری دارد که شامل تغییر نقش فراگیران و معلمان ، مشارکت بیشتر دانش آموزان با همسالان ، افزایش استفاده از منابع خارج از متون درسی و رشد و بهبود مهارت‌های طراحی و ارائه مطالب می‌باشد ( افضل نیا ، 1387 ). به طور کلی نقش دانش‌آموز در محیط یادگیری مبتنی برفن آوری اطلاعات و ارتباطات دستخوش تغییر می‌گردد و در این فرایند دانش‌آموزان فعالند و به تولید دانش می‌پردازند ( آرمیتاژ[1] ، 2003 ) .فن آوری اطلاعات و ارتباطات در ایجاد انگیزه ، عمق و وسعت دادن به یادگیری و پایدار ساختن آن و رفع خستگی و کسالت دانش‌آموزان و ایجاد مهارت ذهنی جهت پاسخگویی به پرسش‌ها نقش مؤثری دارد.

 

 

یکی از معضلات امروز در عرصه‌ی آموزش و پرورش ، فقدان علاقه‌ی دانش‌آموزان به یادگیری به ویژه در دروسی چون درس ریاضی است. علی‌رغم اهمیت تمامی دوره‌های تحصیلی ، از آنجا که دوره‌ی دبیرستان زیر بنا و پایه‌ی ساخت شخصیت علمی دانش‌آموزان و زمینه‌ساز ایجاد نگرش مثبت یا منفی آنان نسبت به دروس ، به ویژه درس ریاضی است باید با روش نوین علاقه‌مندی به این درس و آموزش را به ویژه در این پایه تحصیلی و در این درس خاص ایجاد کرد . یکی از روش‌های نوین آموزشی استفاده از فن‌آوری اطلاعات و ارتباطات است. کاربرد این روش در درس ریاضی باعث علاقه‌مندی دانش‌آموزان به درس می‌گردد. چرا که در این روش ، تدریس همراه با تصاویر زیبا صورت می‌گیرد و از طرفی چون دانش‌آموز در یادگیری نقش دارد ، باعث علاقه و تعمیق یادگیری وی می‌گردد.

 

 

در دهه‌ های اخیر رویکرد‌های سنتی یادگیری با ظهور فن‌آوری‌های نوین چند رسانه‌ای‌ها، فرارسانه‌ها و ارتباطات از راه دور دستخوش تغییرات اساسی شده است . استفاده از فن‌آوری‌ها به دلیل تخصصی بودن حوزه‌ی کاری ، تعیین کنندۀ موفقیت رسیدن به اهداف آموزش و پرورش است. روش‌های آموزشی نیز نیاز‌مند بازنگری است تا با بهره گرفتن از یافته‌های نوین پژوهشی ، بتواند بیشترین بازده را برای دانش‌آموزان داشته باشد ( کشاورز ، 1388 ).

 

 

ورود چند رسانه‌ای‌ها و ارائه دروس به صورت الکترونیکی در آموزش و پرورش انقلابی در زمینه تدریس ، عملکرد تحصیلی و روش‌های نوین مشارک دانش‌آموزان ایجاد کرده است . به کارگیری فناوری‌های نوین مزایایی به همراه داشته است: تلفیق فناوری اطلاعات در آموزش یادگیری خود گردان را افزایش می‌دهد. استفاده از فناوری‌ها و نرم افزارهای چند رسانه‌ای به فرد یادگیرنده این امکان را می‌دهد که بجای واکنش‌های منفعلانه در فرایند یادگیری ، ابتکار عمل را به دست گرفته ، با انتخاب مواد آموزشی مناسب یادگیری هدفمند و معنادار

 داشته باشد. با توجه به مطالب فوق در این پژوهش محقق در صدد است تا به این پرسش اساسی پاسخ دهد که: آیا نرم افزارهای چند رسانه‌ای بر یادگیری درس ریاضی دانش‌آموزان تأثیر دارد؟

 

 

1-3- اهمیت و ضرورت انجام پژوهش

 

 

برکسی پوشیده نیست که اغلب دانش آموزان سال اول دبیرستان در یادگیری درس ریاضی با مشکلات جدیدی رو به رو هستند بطوریکه غالباً عنوان می کنند ” ما این درس را نمی‌توانیم یاد بگیریم ، این درس بسیار مشکل است ، دبیر برای تدریس بسیار زحمت می کشد ولی ذهن ما قادر به فراگیری مطالب نیست ” بررسی های انجام شده نشان می دهد که دانش آموزان تمرکز کافی روی مطالب درسی ندارند بجای دنبال کردن مطالب و یافتن ریشه‌های ضعف ، با بیان مطالب ذکر شده فوق خود را از یادگیری مبّرا می‌نمایند. دبیران با بهره گرفتن از روش‌های سنتی حداکثر تلاش خود را جهت انتقال مفاهیم و موارد پایه‌ای به دانش‌آموزان انجام می‌دهند ولی متأسفانه تلاش آنها به درب‌های بسته ذهن غالب دانش‌آموزان برخورد نموده و قادر به نفوذ در آنها نیست. ما می‌دانیم که عدم یادگیری درس ریاضی باعث کاهش قدرت تجزیه و تحلیل منطقی امور و حتی درک عمیق مطالب درسی سایر دروس می‌گردد و قدرت انتزاع مطالب از محیط را کم می کند. یادگیری این درس برای علوم نظامی ، اقتصادی و فنی اجتناب ناپذیر است. بدین سبب جهت انجام فرایند یادگیری درس ریاضی در دانش‌آموزان به دنبال راهی هستیم که ابتدا علاقه‌مندی به درس که همان موتور محرکه حرکت در مسیر یادگیری است ایجاد نمائیم تا جائیکه جذابیت کارها علاوه بر انگیزه وجودی انجام آن وابسته به شیوه ارائه آنها نیز می باشد.

 

 

افزایش حجم دانش واطلاعات ، کهنه شدن سریع مطالب درسی، تغییرات سریع جامعه و قابل پیش‌بینی نبودن آینده ، لزوم آموزش و یادگیری مداوم را به جای آموزش مقطعی ایجاب می‌کند. از سوی دیگر آموزش مداوم ، شیوه‌ی یادگیری جدیدی را می‌طلبد ، شیوه‌ای که به کمک آن ، فرد بتواند به طور خود‌گردان و مستقل و برای همه عمر به مطالبه‌ی دانش و استفاده از آن بپردازد ( حاجی کتابی ، 1381 ).

 

 

امروزه نیاز به روش‌های نوین تدریس با توجه به پیشرفت روز افزون علم و فن آوری حس می‌شود ، باید به دنبال روش‌های تدریسی بود تا بتوان دانش‌آموزان را از حفظ طوطی‌وار به سوی یادگیری سوق داد. استفاده از روش‌های فعال تدریس از روش‌هایی است که کمک شایانی به دانش‌آموزان و دبیران می‌کند. روش‌های فعال تدریس روش‌هایی هستند که فعالیت ذهنی دانش‌آموزان را در زمینه‌های عمومی وی بر می‌انگیزد ( تاتل[2] ، 2008 ).

 

 

فن آوری‌های جدید با فراهم آوردن فرصت‌هایی مناسب در جهت استعدادها و علایق شخصی دانش‌آموزان به بهبود نظام آموزشی مدارس کمک شایانی می‌کنند. هم چنین به کارگیری فن آوری آموزشی در سطح مدارس باعث می شود تا علاقه و انگیزه دانش‌آموزان به یادگیری بیشتر شده و آنها خود را در یادگیری درگیر کنند که این امر یادگیری معنادار ، سریع و بهتر را در بر دارد ( هنیفین[3] ، 2000 ).

 

 

حال با عنایت به اهمیت و ضرورت یادگیری و ایجاد علاقه‌مندی برای یادگیری دانش‌آموزان در نظام آموزش و پرورش در کلاس درس و همچنین با توجه به اینکه در سال‌های اخیر وزارت آموزش و پرورش با توجه به سند تحول بنیادین در جهت تولید محتوای الکترونیکی توسط دبیران و دانش‌آموزان و استفاده از نرم افزارهای آموزشی در کلاس درس تلاش‌هایی را مبذول داشته است لذا پژوهش درباره‌ی تأثیر نرم‌افزارهای آموزشی بر یادگیری و علاقمندی به درس دانش‌آموزان از ضرورت ویژه‌ای برخوردار می‌باشد که در این تحقیق مورد توجه و بررسی قرار گرفته است . اهمیت این پژوهش و نتیج عملی آن می‌تواند در استفاده مدیران ، معلمان و برنامه‌ریزان آموزش و پرورش مؤثر بوده ، همچنین می‌تواند مورد بهره‌گیری محققان و پژوهشگران بعدی قرار گیرد.

 

 

 

 

 

1-4- اهداف پژوهش

 

 

1-4-1- هدف کلی :

 

 

بررسی تأثیر نرم‌افزارهای چند رسانه‌ای بر یادگیری درس ریاضی دانش‌آموزان سال اول دبیرستان‌های شهرستان قائم شهر.

 

 

1-4-2- اهداف جزیی :

 

 

 

1. تعیین تأثیر نرم افزارهای چند رسانه‌ای بر افزایش سرعت یادگیری درس ریاضی دانش‌آموزان.

 

 

1. تعیین تأثیر نرم افزارهای چند رسانه‌ای بر یادگیری معنادار درس ریاضی دانش‌آموزان.

 

 

1. تعیین تأثیر نرم افزارهای چند رسانه‌ای بر دقت یادگیری درس ریاضی دانش‌آموزان.

 

 

1. تعیین تأثیر نرم افزارهای چند رسانه‌ای بر علاقمندی به حل مسائل درس ریاضی دانش‌آموزان.

 

 

1. تعیین تأثیر نرم افزارهای چند رسانه‌ای بر علاقمندی به توضیح مسائل درس ریاضی دانش‌آموزان.

 

 

 

 

 

1-5- سؤالات پژوهش

 

 

1-5-1- سؤال اصلی:

 

 

آیا نرم افزارهای چند رسانه‌ای بر یادگیری درس ریاضی دانش‌آموزان سال اول دبیرستان مؤثر است؟

 

 

1-5-2- سؤالات فرعی :

 

 

 

1. آیا نرم افزارهای چند رسانه‌ای بر افزایش سرعت یادگیری درس ریاضی دانش‌آموزان سال اول دبیرستان مؤثر است؟

 

 

1. آیا نرم افزارهای چند رسانه‌ای بر یادگیری معنادار درس ریاضی دانش‌آموزان سال اول دبیرستان مؤثر است؟

 

 

1. آیا نرم افزارهای چند رسانه‌ای بر دقت یادگیری درس ریاضی دانش‌آموزان سال اول دبیرستان مؤثر است؟

 

 

1. آیا نرم افزارهای چند رسانه‌ای بر علاقمندی به حل مسائل در یادگیری درس ریاضی دانش‌آموزان سال اول دبیرستان مؤثر است؟

 

 

1. آیا نرم افزارهای چند رسانه‌ای بر علاقمندی به توضیح مسائل درس ریاضی دانش‌آموزان سال اول دبیرستان مؤثر است؟

 

 

 

 

 

(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

در سال 1385 از مجموع قدرت نامی نیروگاه های کشور (4/46 هزار مگابایت) بیشترین سهم با حدود 5/23 هزار مگاوات (4/50 درصد) مربوط به نیروگاه های گازی و چرخه ترکیبی که حدود 65 درصد آن نیز نیروگاه های گازی با راندمان پایین تشکیل می دهند، می باشد. بر این اساس علی رغم افزایش قدرت عملی نیروگاه­ها از 2/37 درصد در سال 1382 به 9/43 در سال 1385، راندمان کاهش یافته است. در این راستا رشد مصرف سوخت در دوره مذکور با رشد متوسط سالیانه 7/8 درصد از 233 به 320 میلیون بشکه معدل نفت خام و در نتیجه و در نتیجه تلفات تبدیل نیروگاه­های حرارتی از 152 به 200 میلیون بشکه معادل نفت خام افزایش یافته است. در حالی که رشد تولید برق در همین دوره 95/7 درصد را نشان     می­دهد که نشانگر مصرف زیاد سوخت برای تولید برق یا به عبارت دیگر عدم بهینه بودن عملکرد  نیروگاه­های حرارتی می­باشد. بدین ترتیب از آمارهای فوق به راحتی می­توان فهمید که در زمینه بهینه سازی مصرف انرژی در نیروگاه­های کشور اقدامی صورت نگرفته است. حال آنکه در سال­های اخیر بحران انرژی ناشی از کاهش منابع انرژی­های فسیلی و افزایش قیمت آن، یکی از مسائل مهم و روز دنیا گردیده است که باعث افزایش هزینه­ های انرژی و در نتیجه افزایش قیمت تمام شده محصولات صنایع مختلف شده است. همچنین آلودگی محیط زیست، قانون های گذاشته شده و جریمه های سنگین جهت کاهش تولید گازهای گلخانه ای لزوم کاهش مصرف انرژی را واضح تر نشان می دهد. به همین دلیل سیاست گذاران و صاحبان صنایع در د نیا به فکر چاره جویی افتادند که حاصل آن ابداع طرح های گوناگون برای روبرو شدن با این موضوع در طی سال های اخیر می باشد. یک روش مورد صرفه جویی بهینه سازی در مصرف انرژی است که برای دست یافتن به این هدف راهکارهای گوناگونی ارائه شده است. گام اول برای کاهش مصرف انرژی در سیستم های مختلف شناسایی و تحلیل مناسب سیستم های حرارتی و بررسی عملکرد تجهیزات می باشد. در این راستا روش های اگزرژی، پینچ، پینچ اگزرژی و. ترمواکونومیک روش های متداول برای تحلیل اجزاء سیستم های حرارتی می باشد که به کمک هر یک از آنها می توان عملکرد تجهیزات را بررسی نمود. حال آنکه از این روش ها به طور منفرد تا کنون استفاده شده است. بحث کاربردی که در زمینه باز یافت انرژی مطرح گردید، انتگراسیون فرایند (انرژی) بود. انتگراسیون فرایند در مفهوم گسترده خود جایی معنا پیدا می کرد که در یک دستگاه بیش از یک هدف فرایندی تامی شود و منظور، بهینه سازی مصرف انرژی در کل واحد مورد مطالعه می باشد. از ابزارهای مفیدی که در انتگراسیون انرژی ابداع گردیده است تکنولوژی پینچ می باشد. این تکنولوژی با فراهم آوردن این امکان برای مهندسان که گرما را از تمامی جریان های فرایند جمع کرده و در مکان های مورد نیاز استفاده کند، توانسته است اعمال انتگراسیون فرایند را ساده تر نمایند. اهداف تکنولوژی پینج رسیدن به حداکثر انرژی باز یافت شده در سیستم حرارتی فرایند و به حداقل رساندن مقدار انرژی گرمایشی و سرمایشی مصرفی مورد نیاز فرایند از منابع خارجی (یوتیلیتی ها) و به تبع آن کاهش هزینه انرژِی مصرفی می باشد. محدودیت  اصلی تکنولوژی پینچ این است که تنها به تحلیل حرارتی سیستم ها پرداخته و قادر به بررسی توان با کار محوری سیستم ها نمی باشد. بنابراین در سیستم های مانند سیکل های خنک کاری و کراجنیک که علاوه بر انرژی حرارتی با توان یا کار محوری نیز سرو کار دارند می بایست تکنولوژی پینچ را توسعه داد. از آنجا که آنالیز اگزرژی روش موثری برای بررسی توان و کار محوری می باشد می توان با ترکیب مناسب آنالیز اگزرژی و تکنولوژی پینچ به راه حل عملی و مفیدی جهت برری همزمان انرژی حرارتی و کار محوری سیستم­ها دست یافت. این تکنیک آنالیز ترکیبی پینچ و اگزرژی یا به اختصار CPEA نامیده می شود. یکی از روش های مفهومی که به وسیله محققان و دانشمندان برای تحلیل و بهینه سازی سیستم­های انرژی به کار می رود به نام تمواکونومیک شناخته می­ شود.
ترمواکونومیک شاخه ای از ترمو دینامیک کاربردی است که با روش های بهینه سازی و تحلیل فرایند بر مبانی قانون دوم و مفهوم اگزرژی سر و کار دارد. تحلیل تمواکونومیک به تنهایی شامل تکنیک های بهینه سازی نمی گردد بلکه این روش تابع هدف را تعیین می نماید و سپس بهینه سازی واقعی عملکرد فرایند (دستیابی به خروجی مشخص شده با مناسب ترین ترکیب پارامترهای تولید) به وسیله روش های مفهومی تکرار شونده، ریاضیاتی و با تکنیک­های هوش مصنوعی انجام می­ شود.
با توجه به آنچه در بالا اشاره شد تحلیل و بهینه سازی نیروگاه سیکل ترکیبی مورد توجه بسیار است بنابراین در این پایان نامه ابتدا با اشاره به روند تکامل نیروگاه­ها، به تشریح کامل روش­های تحلیل    سیستم­های حرارتی گفته شده در بالا پرداخته و سپس نیروگاه سیکل ترکیبی منتظرقائم به عنوان نیروگاه مورد مطالعه با مطلب که یک نرم افزار تخصصی در زمینه طراحی، شبیه سازی و بهینه سازی است به طور کامل شبیه سازی می­گردد که نتایج شبیه سازی برای تک تک اجزای نیروگاه در جداول مشخص مورد بررسی قرار گرفته است. در ادامه با روش بهینه سازی تمواکونومیک و معرفی تابع هدف و با بهره گرفتن از کد نوشته شده در محیط نرم افزار مطلب اجزای مورد نظر نیروگاه، مورد تحلیل قرار گرفته است و در پایان با اعمال روش­های بهبود عملکرد نیروگاه نتایج به دست آمده مورد بحث و بررسی قرار می­گیرد.
 
فصل اول
کلیات
 
اهداف تحقیق

 

• انتخاب بهینه پارامترهای عملیات سیکل ترکیبی منتظور همان متغیرهای تصمیم گیری است که در بهینه کردن تابع هدف مورد تحلیل و ارزیابی قرار می­گیرد.

 

• مقایسه نتایج بدست آمده از روش ترمواکونومیک یا تحلیل به کمک نرم افزار مطلب.

 

• ایجاد تغییرات در طراحی سیکل و پارامترهای ترمودینامیکی آن که می تواند سبب افزایش راندمان سیکل شود.

 

• به کمک روش ترمو اکونومیک، می توان تمام اجزاء مورد نظر سیکل را مورد تحلیل و ارزیابی قرار داد. علاوه بر این محاسبه قیمت تمام شده برای هر جریان ارائه می­گردد که می­توان از آن در محاسبات اقتصادی مختلفی استفاده نمود.

 

پیشینه تحقیق

 

لیم هاف و دُل[1] از آنالیز ترکیبی پینچ و اگزرژی برای تحلیل سیستم­های خنک کاری دما پایین استفاده کردند، آنها با بهره گرفتن از این روش، کار محوری مورد نیاز را 83/3 مگاوات کاهش دادند.
زِنگ و دُل[2] آنالیز ترکیبی پینچ و اگزرژی را در مورد سیکل ترکیبی توربین بخار و توربین گازی سیکل بسته اعمال کردند و به آرایش بازده سیکل در حدود 82/0 درصد دست پیدا کردند.
فاورات و استاین[3] تکنولوژی را با بهره گرفتن از فاکتورهای اگزرژی توسعه دادند و از آن در تحلیل سیستم­های تولید همزمان و پمپ های حرارتی استفاده نمودند.
فنگ و زو[4] آنالیز ترکیبی پینچ و اگزرژی را در مورد یک سیکل ترکیبی توربین بخار و توربین گازی اعمال کردند. در این سیکل دمای هوای ورودی به توربین گاز در کوره افزایش می یابد و محصولات احتراق از توربین گاز عبور نمی­ کنند. افزایش بازده سیکل ترکیبی مورد مطالعه در حدود 74/1 درصد محاسبه گردیده است.
مّنینن و زو[5] بررسی­های اقتصادی را همراه با آنالیز ترکیبی پینچ و اگزرژی در مورد یک سیکل ترکیبی تولید توان اعمال کردند. نتیجه بهینه سازی آنها افزایش بازده سیکل مورد مطالعه از 02/45 درصد تا 85/49 درصد با در نظر گرفتن ملاحظات اقتصادی بود.
سورین و پَریس[6] از آنالیز ترکیبی پینچ و اگزرژی جهت مطالعه و شناسایی پتانسیل­های بهینه سازی در یک واحد تولید هیدروژن استفاده کردند و توانستند بازده واحد را از 7/55 درصد تا 6/56 درصد افزایش دهند. آنها نشان دادند که آنالیز اگزرژی با کمک پینچ می تواند تغییرات مطلوب را با کم­ترین تغییر فرایند، کم ترین اصلاح تجهیزات و با حجم محاسبات کمتر به دست دهد.
آنانتارامن[7] همکاران را با بهره گرفتن از ترکیب آنالیز اگزرژِ و پینچ یک واحد متانول را بررسی و فرصت­های بهینه سازی آن را شناسایی کردند.
تساتسارونیس و مُروسکا[8] روش جدید برای آنالیز اگزرژی سیستم­های سرما ساز جذبی ارائه دادند.
گاندرسن[9] و همکاران تحلیل توسعه یافته پینچ ـ اگزرژی با در نظر گرفتن اگزرژی فشاری برای طراحی بهینه سیستم­های تبرید پیشنهاد دادند.
ترمواکونومیک یک تکنیک نسبتا جدید است که برای اولین بار در اروپا در دهه 1960 معرفی گردید و ولف گانگ فراستچر[10] از آلمان، جان اسزارگت[11] از لهستان و والری[12] از اتحاد جماهیر شوروی سابق مقاله­ هایی در زمینه “ارزش اقتصادی مفهوم اگزرژی” منتشر کردند و سپس در ایالات متحده اوانس[13]، یحیی السعید[14]، روبرت ماون تریباس[15]  مجموعه ­ای از مقالات در زمینه روش ریاضیاتی بهینه سازی هزینه بر مبنای اگزرژی (که آن را availability می خواندند) منتشر نمودند.
عبارت ترمواکونومیک برای اولین بار در یادداشت­های درسی Tribus در دانشگاه MPP در سال 1961 و همچنین در پایان نامه دکترای اوانس بکار برده شد. مفهوم این عبارت در حوزه آکادمیک به صورت کاملا عمقی توسعه یافت ولی مهندسین فرایند، مدیران صنایع و برنامه ریزان انرژی را تحت تاثیر قرار نداد تا اینکه حدود 20 سال بعد به واسطه تلاش­ های یحیی السعید، میکائیل[16]، تیچارد گاجیولی[17]، تادس کوتاس[18]  در اوایل دهه 1980 و آنتونی والرو[19] و  جورج تساتسارونیس[20] در اواخر دهه 1980 این مفهوم به صورت گسترده­ای در حوزه های کاربردی و صنایع مورد توجه قرار گرفت.

 

در مجموعه ­ای از مقالات که در طی سال­های 1986 تا 1989 به چاپ رسید، والرو[21] یک تئوری تخصیص هزینه کلی و کاملا فرمول بندی شده برای محاسبه هزینه اگزرژنیک یک محصول با توجه به اگزرژی به فرایند و ساختار فرایند تولید ارائه نمود. در دهه 1990 ترمواکونومیک برای شرایط خارج از طراحی و مسائل وابسته به زمان نیز گسترش یافت که عمدتا حاصل تلاش کریستوس فرانگابُلُس[22] و میکائیل وُن[23] بود. در مورد ترمو دینامیک یک مباحثه کیفی بسیار جالب نیز وجود دارد که به وسیله تحقیقات آنتونیو والرو[24]، گُران وال[25]، جان شارگت[26] و انریکو سیبا[27] ارائه شده است.
مقالات در برگیرنده عنوان ترمو اکونومیک در دو بخش آنالیز ترمواکونومیکی سیستم­ها و بهینه سازی ترمواکونومیکی سیستم­های انرژی بیان می شوند. ایده نخستین استفاده از روش­های ترمواکونومیک از آنجا سرچشمه می­گیرد که چگونه بالانسی برای هزینه­ های زیر ساختارهای یک سیستم انرژی بزرگ همانند پالایشگاه نیروگاه و یا سیستم­های تولید همزمان تعیین کنیم. بدین معنی که اگر زیرساختارها را در تبادل اقتصادی با هم ببینیم (که در واقع از اینجا ناشی می شود که این زیرساختارها با هم تبادل انرژی و یا جرم دارند) هزینه­ های خرید و فروش این جریان­ها چگونه باید باشد. این بحثی جدای از بهینه­سازی زیر ساختارها و یا ساختار کلی است.
هرچند نخستین کارهای در این زمینه به دهه 30 بر می گردد و به صورت ناپیوسته تا دهه 70 ادامه دارد ولی می توان نخستین کارهای ریشه دار در این زمینه را به السعید و اوانس نسبت داد که هزینه­های  جریان­ها را بر پایه اگزرژی جریان­ها ارائه کرده و با تجزیه سیستم به زیر ساختارها سعی در یافتن حالت بهینه سیستم کلی کردند. آنها در مقاله­ای با پیاده سازی روش تجزیه سازی دریافتند که برای بهینه بودن ساختار کلی الزامی نیست که تک تک زیر ساختارها بهینه باشد.
السعید و گاجیولی در دو مقاله پیوسته در سال 1989 با جمع آوری روش­های بیان شده برای آنالیز ترمواکونومیکی آنها در دو گروه روش های جبری و روش­های حساب دیفرانسیلی تقسیم بندی کردند.
روش­های جبری مبتنی بر هزینه میانگین برای اگزرژی جریان­ها و روش­های دیفرانسیلی مبتنی بر کمترین هزینه برای جریان­های اگزرژی می­باشند.
لازم به توضیح است که جدا از نوع روش، ارزش گذاری زبان­ها نه بر اساس انرژی، بلکه بر اساس اگزرژی آنها صورت می­گیرد. در واقع بالانس هزینه­ها جدا از نوع بیان معادلات (جبری با دیفرانسیلی) بر پایه اگزرژی نوشته می شود زیرا که دیدگاه درست از پتانسیل یک جریان، اگزرژی آن است.
در سال 1990 چهار گروه از محققان به صورت بنیادین تحقیقات خود را بر روی این قضیه آغاز نمودند و برای مقایسه روش­های بهینه سازی خود یک مسئله را به عنوان مسئله محک پیشنهاد کردند، این مسئله طراحی بهینه یک سیستم تولید همزمان توان و یوتیلیتی بخار است که به مسئله CGAM معروف می باشد. سرپرستان این گروه ها عبارتند از: کریستن فرانگُپلُس از دانشگاه صنعتی آتن، جرج تساتسارونیس از دانشگاه لوزان، EPFL سوئیس که در در واقع نام این مسئله نیز برگرفته از حروف اول اساسی این اشخاص می باشد.
گروه­های مذکور دو سال بعد در کنفرانس ECCOS که در زاراگوزای اسپانیا برگزار شد نتایج خود را برای این مسئله محک ارائه کردند.
سپس در مقاله­ای مشترک که در 18 ماه مِی سال 1993 منتشر کردند با تایید روش­های یکدیگر ساختار بهینه را برای این سیستم ارائه کردند.
نکته جالب توجه اینکه همگی نتایج دقیقا یکسانی را به دست آوردند بدون اندکی انحراف از یکدیگر و جالبتر اینکه نتایج به دست آمده از دید صنعتی اصلا منطقی به نظر نمی­رسند.
مسئله CGAm از آن سال تاکنون بارها به روش­های مختلف مورد تحلیل و بهینه سازی قرار گرفته است از آن جمله تساتسارونیس در سال 2002 در یک مقاله خود از مفاهیمی همچون تخریب اگزرژی قابل اجتناب و اجتناب ناپذیر و هزینه سرمایه گذاری قابل اجتناب و اجتناب ناپذیر برای تعریف فاکتورهای ترمواکنمیک جدید استفاده نمود و ادعا کرد که جهت تحلیل ترمواکونومیکی واقعی باید از این فاکتورهای جدید بهره جست و سپس به عنوان نمونه آن را برای سیستم CGAM به کار برد.
توضیح اینکه تساتسارونیس استاد انستیتو مهندسی انرژی دانشگاه صنعتی برلین است و از جمله پژوهشگران برجسته در این زمینه می­باشد که مقالات زیادی درباره بهینه سازی ترمواکونومیکی انواع سیستم­های تولید توان و یوتیلیتی منتشر کرده و کتانی نیز با عنوان طراحی سیستم­های حرارتی و بهینه سازی به همراه آدرین بجان[28] و میکائیل موران[29] تالیف نموده است. وی از روش ارزش­گذاری جبری استفاده می­ کند و روش بهینه سازی ترمواکونومیکی تکراری را برای بهینه سازی سیستم­های انرژی ارائه کرده است.
نتایجی که برای سیکل CGAM به دست آمده نیز با این روش به دست آورده و در واقع با حل این مسئله محک سعی در اعتبار بخشی روش خود داشته است. وی در مقاله مفصلی که در سال 1994 ارائه کرد، روش خود را همراه با جزئیات تشریح نمود که بیانی دوباره از آن در کتار فوق الذکر وجود دارد و همچنین در مقاله دیگر در سال 1997 به همراه موران منتشر کرد با کمک مفاهیم اگزرژی و روش مفهومی تکرار شونده به کمیته سازی هزینه در همان سیستم CGAM پرداخت و البته در قسمت نتایج بیان می­دارد که این روش با تکرارهای بیشتر به جواب بهینه همگرا خواهد شد و آن را به عهده خواننده واگذار می­ کند، در حالی که رسیدن به جواب با روش بهینه سازی ترمواکونومیکی تکراری به این سادگی­ها امکان پذیر    نمی ­باشد. به علاوه قوانین روش بهینه سازی ترمواکونومیکی برای رسیدن به نقطه بهینه ترمواکونومیکی قوانین کاملا کیفی بوده و با روش­های معمول قابلیت تبدیل شدن به برنامه کامپیوتری را ندارد که یک ناتوانی برای الگوریتم است. با توجه به مطالب گرفته شده، در سال 2002 در مقاله­ای با عنوان “بهینه سیکل­های تولید توان با بهره گرفتن از روش ترمواکونومیکی تکراری همراه با سیستم استنتاج فازی” سعی کرد که قوانین کیفی این روش را در قالب یک موتور استنتاج فازی برای بهینه سازی سیستم مذکور به کار بندد. گر چه با به کار بستن منطق فازی، دانش متخصص در قالب یک موتور استنتاج فازی قابلیت تبدیل شدن به یک برنامه کامپیوتری را دارد ولی اگوریتم در یافتن ساختار بهینه همچنان ناتوان است. بنابراین با توجه به نکاتی که بیان شد روش تساتسارونیس ابزار کاملی برای بهینه سازی سیستم­های انرژی نیست.
ناگفته نماند که این روش در سال 2004 توسط چند پژوهشگر برزیلی بهبود داده شده است که در کار این گروه روش ترمواکونومیکی تکراری با مدل سازی سیستم توسط یک نرم افزار شبیه سازی سیکل­های تولید توان به نام IPES-Pro تلفیق شده و بدین ترتیب زمان انجام محاسبات کوتاه تر گردیده است.
همچنین این گروه برزیلی مقاله دیگری را نیز در سال 2005 در همین زمینه منتشر کرده اند که در آن از ترکیب یک روش بهینه سازی ریاضی با همان نرم افزار شبیه سازی سیکل­های تولید توان یعنی IPSE-Pro استفاده شده است. روش مورد استفاده در این مقاله Fiexible Polyhedron Method نام دارد که جز روش­های بهینه سازی غیر خطی محسوب می گردد و اولین بار توسط نلدر[30] و مِعاد[31]  ارائه گردید. هر چند که در کار تحقیقاتی این گروه در بخش شبیه سازی از یک نرم افزار قوی جهت مدل سازی سیکل­های نیروگاه واقعی استفاده شده ولی در بخش بهینه سازی، روش ریاضیاتی به کار گرفته شده تضمین کنند دست یابی به نقطه بهینه کلی نبوده و ممکن است در نقاط بهینه موضعی گیر بیافتد. به علاوه اینکه پیاده سازی این روش برای سیستم­های پیچیده و دارای چندین تابع هدف، بسیار مشکل خواهد بود.
در تمامی تحقیقاتی که تا به حال انجام شد مسئله بهینه سازی سیستم CGAM فقط دارای یک تابع هدف یعنی کمیته سازی هزینه­ های تولید برق و بخار بوده است تا اینکه در سال 2002 دو محقق ایتالیایی با     نام­های لاسارِتو[32] و تُفُلو[33] دو تابع هدف مجزا برای کمیته سازی هزینه تولید و افزایش راندمان اگزرژنیک کل سیستم تعارف نمودند و برای این بهینه سازی جنید هدفه از الگوریتم­های تکاملی استفاده کردند. سپس همین افراد کار خود را توسعه داده و در سال 2004 مقاله دیگری ارائه کردند که در آن به صورت همزمان کمیته سازی هزینه­ های تولید پیشینه سازی و راندمان اگزرژنیک کل سیستم و کمیته سازی آلودگی­های زیست محیطی به عنوان توابع هدف مشخص گردید و برای بهینه سازی نیز از الگوریتم­های تکاملی بهره جستند. استفاده از این سه تابع هدف باعث گردید که نتایج حاصل از بهینه سازی توسط این گروه در مقایسه با تحقیقات قبلی، واقعی­تر و عملی­تر باشد. همچنین با بکارگیری الگوریتم­های تکاملی که شاخه­ای از تکنیک­های هوش مصنوعی محسوب می­گردد این گروه توانست بر ناتوانی­ های روش­های بهینه سازی مفهومی و ریاضیاتی غلبه نماید. اما از آنجایی که این افراد بهینه سازی سیستم CGAM را به صورت چند هدفه انجام داده­اند. عملا دیگر نتایج این تحقیق را نمی­توان با نتایج به دست آمده از تحقیقات پیشین که همگی تک هدفه بوده ­اند مقایسه کرد. همچنین فرضیات ساده کننده ­ای که در مدل سازی اقتصادی در نظر گرفته­اند. عملا ارتباط بین پارامترهای اقتصادی را با پارامترهای ترمودینامیکی مسئله قطع نموده و مسئله را تا حدی از واقعیت دور کرده است.
در سال 2007 ماژور[34] روش بهینه سازی ترمواکونومیکی سیستم­های حرارتی به کمک منطق فازی را ارائه نمود. در همین سال کاچ[35] و همکاران سیکل ترکیبی واقعی را به وسیله شبیه ساز و با بهره گرفتن از الگورتیم ژنتیک بهینه نمودند.
به طور کلی می­توان گفت روش­های بهینه سازی مفهومی و ریاضیاتی از کارایی لازم برای بهینه سازی سیستم­های انرژی پیچیده و واقعی برخوردار نمی­باشند. همچنین روش­های ابتکاری نظیر Direct search نیز عملا برای بهینه سازی سیستم­های پیچیده و چند هدفه کارکردی نخواهند داشت. زیرا این روش­ها کل فضای متغیرهای تصمیم را نقطه به نقطه جستجو می کنند و در سیستم­های پیچیده که تعداد متغیرهای تصمیم زیاد می باشد، این عمل احتیاج به صرف زمان نامتناهی و یا استفاده از ابرکامپیوترهایی دارد که بشریت هنوز به چنین تکنولوژی دست نیافته است.
 
(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

امروزه تقاضای مصرف انرژی در جهان رو به افزایش بوده و با توجه به محدودیت در استفاده از سوخت­های فسیلی برای تولید انرژی علاقمندی در جهت یافتن منابع جایگزین انرژی­های تجدیدپذیر وجود دارد. به گزارش شانا، صاحبان منابع فسیلی باید بدانند که برداشت بیشتر آن­ها از ذخایر امروز، مستلزم بهره­مندی کمتر فردا و در نهایت تهی­شدن منابع در مدت زمانی کمتر است]1[. خوشبختانه بیشتر ممالک جهان به اهمیت و نقش منابع انرژی بویژه انرژی­های تجدید­پذیر  پی­برده­اند و به طور گسترده برای بهره ­برداری از این منابع تحقیقات وسیع و سرمایه گذاری­های اصولی انجام شده است.
در سال ٢٠١١ بالغ بر ٩ درصد از کل انرژی استفاده شده در کل حوزه ها و بخش­های مختلف آمریکا از انرژی تجدید­پذیر تشکیل شده است. شکل1-1 درصد مشارکت هر نوع از انرژی­های تجدیدپذیر را در این بخش نشان­ می­دهد]2[.
در سیستم­های خورشیدی، بادی، زمین­گرمایی و دریایی هزینه­ای برای سوخت پرداخت نمی­ شود. از بین این منابع سلول­های خورشیدی به دلیل ویژگی­های منحصر به فردشان مانند نصب آسان، تعمیرات کم و نداشتن آلودگی و نویز، در سراسر جهان به صورت گسترده­ای مورد استفاده قرار می­گیرند.
جهت بهره ­برداری بهتر از منابع فتوولتائیک یافتن مدل دقیق سلول خورشیدی دارای اهمیت بسیار زیادی است. هر چه مدل ارائه شده دقیق­تر باشد محاسبات انجام شده دقیق­تر و نتایج شبیه­سازی با نتایج بدست آمده در واقعیت نزدیک­تر خواهند بود. با پیشرفت­های صورت گرفته در زمینه انرژی خورشیدی، مدل­های متعددی برای سلول­های خورشیدی ارائه شده ­اند، ولی دو مدلی که تا به امروز نسبت به دیگر مدل­ها بیشتر به کار رفته­اند، مدل تک دیودیو دو دیودی می­باشند.
در این پایان نامه نیز  در راستای  تعریف مدلی برای سلول­های خورشیدی مطالعاتی جهت تشخیص پارامترهای سلول خورشیدی با هدف کمینه­کردن  میانگین توان خطا انجام شده است. در روش پیشنهادی از  الگوریتم رقابت استعماری استفاده می­ شود. از قابلیت­های این الگوریتم  می­توان به سرعت همگرایی بالا و عدم به دام افتادن در نقاط بهینه محلی اشاره کرد.

 

• مروری بر تحقیقات انجام شده در زمینه سلول­های خورشیدی

در سال­های اخیر با توجه به اهمیت روزافزون استفاده از منابع انرژی­ تجدیدپذیر، سیستم­های فتوولتائیک به عنوان یکی از این منابع که می ­تواند نقش مهمی در تأمین انرژی داشته باشد مورد مطالعات بسیاری قرار گرفته است. در ادامه به بررسی چند مورد از مطالعات انجام

 شده در این زمینه پرداخته می­ شود.

مدلسازی دقیق سلول خورشیدی با تعریف پارامترهای مطلوب یکی از شاخه­های مورد مطالعه در زمینه انرژی خورشیدی می­باشد. این مدلسازی شامل بدست آوردن منحنی جریان بر حسب ولتاژ(I-V) است[8-3]. دو روش اصلی برای مشخص کردن پارامترهای مجهول مسئله­ مدلسازی می ­تواند مورد استفاده قرار گیرد که عبارت­اند از: روش­های کلاسیک و الگوریتم­های فراابتکاری.
در مرجع  [9]  از روش کمینه­سازی مربعات که در روش­های کلاسیک جای دارد به منظور برازش داده ­ها استفاده شده است و عملکرد روش­های گاوس- نیوتن و لونبرگ – ماركارد درشناسایی پارامترهای یک نمونه سلول خورشیدی واقعی مقایسه شده ­اند. نتایج بدست آمده نشان می­ دهند كه روش كمینه مربعات ابزار مناسبی برای شناسایی پارامترهای سلول­های خورشیدی می باشند.
روش­های هوشمند که معمولاً از رفتار طبیعت الهام گرفته­اندسعی میکنند به یک جواب بهینه نزدیک شوند. برای مثال در [10] از الگوریتم بهینه­سازی زنبور عسل جهت شناسایی پارامترهای سلول فتوولتائیک استفاده شده است.
در مرجع [11] به منظور تعیین پارامترهای مجهول سلول خورشیدی الگوریتم جفت­گیری پرندگان بکار گرفته می­ شود که نقطه حداکثر توان سلول خورشیدی نیز محاسبه شده است.
در مرجع [12] از الگوریتم تکامل تفاضلی برای پیدا کردن پارامترهای مدل تک دیود سلول فتوولتائیک استفاده شده است.
در مرجع [13]  روش شناسایی پارامتر مبتنی بر جستجوی HS برای شناسایی پارامترهای ناشناخته سیگنال خورشیدی مدل تک دیود و مدل جفت دیود پیشنهاد شده است. اجرای آسان و کارائی بالا از دلایل اصلی محبوبیت  HS برای حل مشکلات پیچیده بهینه­سازی است.
در مرجع [14] به منظور یافتن پارامترهای مدل فتوولتائیک از محیط سیمولینک متلب استفاده شده است. مدار الکتریکی تک دیود به عنوان ترکیبی ساده و با دقت کافی بطور گسترده از روش MPP از مقاله­ های   [20-15 ]  استفاده شده است.
در مرجع[26] چندین پارامتر از ماژول­های فتوولتائیک به نام جریان فوتو، جریان­های اشباع دیودها، ضرایب ایده­آل دیود، مقاومت سری و مقاومت موازی استخراج شده ­اند که از روش P-DE استفاده می­ شود. نتایج نشان می­دهد روش پیشنهادی نسبت به روش­های مشابه از دقت، سرعت همگرایی بالاتری برخوردار بوده و در آن نیاز به تعداد پارامترهای کنترل کمتری می­باشد.
علاوه بر الگوریتم­های فوق از الگوریتم اجتماع ذرات [21]، الگوریتم ژنتیک [22] و سایر الگوریتم­ها [23-25] نیز برای تعیین پارامترهای مدل تک و دو دیود سلول فتوولتائیک استفاده شد که هر یک از این روش­ها دارای نقاط ضعف و قدرت می­باشند. در همه­ی روش­های مذکور، معیار اصلی بهینه­سازی، به حداقل رساندن اختلاف بین نتایج آزمایشگاهی و نتایج حاصل از مدل مداری بوده است.
در این پایان نامه از بین روش­های  موجود یکی از  روش­های بهینه­سازی هوشمند که تاکنون  در این زمینه بکار گرفته نشده است مورد بررسی قرار می­گیرد. روش پیشنهادی الگوریتم رقابت استعماری است، که یکی از الگوریتم­های دقیق و کاربردی برای تعیین پارامترهای سلول فتوولتائیک می­باشد.

 

• اهداف پایان نامه

سلول­های خورشیدی یکی از مناسب­نرین منابع برای استفاده از انرژی­های تجدیدپذیر هستند. یکی از موضوعات اصلی مطالعات در این زمینه مسئله مدلسازی دقیق این سلول­ها می­باشد. مدلسازی دقیق سلول خورشیدی و به دست آوردن دقیق پارامترهای آن نقش بسزایی در شبیه­سازی، ارزیابی عملکرد طراحی، بهینه­سازی و کنترل دارد.
در این پایان نامه نیز  با کمک مجموعه ­ای از داده ­های اندازه ­گیری شده و یک الگوریتم، بهینه­سازی انجام خواهد شد. هر چه پارامتر شناسایی شده منجر به همپوشانی بیشتری با داده ­های اندازه ­گیری شده شودند، نتایج مدل به رفتار واقعی سیستم نزدیک­تر خواهند بود. در سال­های اخیر الگوریتم­های زیادی برای تعیین پارامترهای سلول­های خورشیدی ارائه شده ­اند. بیشتر این روش­ها بر پایه­ روش­های فراابتکاری  هستند. روش پیشنهادی برای شناسایی پارامترهای سلول خورشیدی الگوریتم بهینه­سازی رقابت استعماری می­باشد که از نظر سرعت و دقت در سطح مطلوبی قرار دارد.
 

 

• سازمان­بندی پایان نامه

در فصل دوم ابتدا تاریخچه ای از انرژی های تجدیدپذیر،  انواع انرژی های تجدید پذیر و کاربرد های سلول های خورشیدی و مزایا و معایب آن آورده شده است. سپس مدل تک دیوده و دو دیوده سلول خورشیدی با روابط و شکل­ها تشریح می­ شود. در فصل سوم روش بهینه­سازی پیشنهادی معرفی شده است. در فصل چهارم نتایج شبیه­سازی و جداول مربوطه به آن آورده شده است و در فصل پنجم، این پایان نامه با ارائه نتایج و پیشنهادات به پایان می رسد.
(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)