2025風之城、光之島、水之都(智慧城市模型)建置
【能源介紹】進行風力發電能源測試,利用風扇測試力學能轉為電能,電能再轉為光能。
突發事件卡(由老師隨機宣布)
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熱浪來襲(全市冷氣需求上升) → 住宅區需求+100
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風力發電機故障 → 總供電量減少 150 單位
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醫院緊急手術增加 → 醫院需求 +50
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某工廠加班生產緊急物資 → 工廠需求 +50
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晚間停電抗議 → 要求維持住宅區與公共設施供電
熱浪來襲(全市冷氣需求上升) → 住宅區需求+100
風力發電機故障 → 總供電量減少 150 單位
醫院緊急手術增加 → 醫院需求 +50
某工廠加班生產緊急物資 → 工廠需求 +50
晚間停電抗議 → 要求維持住宅區與公共設施供電
時長:約 5 分鐘
角色:
小明(學生,好奇科技發展)
AI 智慧助理(智慧電網系統的擬人化 AI)
李博士(能源專家)
市長(決策者,關心城市能源)
(場景:城市中的一個住宅區,家家戶戶燈火通明,突然……停電!)
小明:(驚訝)怎麼回事?剛剛還在看直播呢!媽媽,家裡的電沒了嗎?
(智慧助理的聲音響起)
AI 智慧助理:您好,小明!本市的電力負載過高,導致部分區域停電。我正在嘗試重新分配能源……
小明:(困惑)負載過高?我們不是還有風力發電和太陽能嗎?為什麼還會停電?
AI 智慧助理:傳統電網無法即時調整電力供應,因此當用電量激增時,供應可能無法跟上需求。但如果我們有一個智慧電網……
小明:(好奇)智慧電網?那是什麼?
(場景:李博士正在向市長介紹智慧電網技術,小明偷偷溜進會議室聽講。)
李博士:(指著螢幕)市長,智慧電網能讓我們的能源系統更有效率。它能即時監測電力需求,並根據用電狀況調整供應,避免像昨晚那樣的停電事故。
市長:(點頭)那它是怎麼運作的?
李博士:智慧電網依靠智能電錶、AI 分析和儲能系統來調節電力。例如:
智能電錶:即時監測家庭與企業的用電量,回傳給電網管理系統。
AI 分析:預測用電高峰,提前調整電力分配。
儲能系統:在電力需求低時儲存能量,需求高時釋放,平衡供應。
小明:(興奮地插話)這不就是「電力界的智慧分配員」嗎?
李博士:(笑)沒錯!智慧電網還能結合太陽能、風能等再生能源,自動調整供電,讓我們更環保、更省電。
(場景:市政府監控中心,市長正在觀看智慧電網的實時調整。)
AI 智慧助理:市長,現在是高峰時段,但我們已啟動智慧調度:
調整工廠與商業區的用電,避免過載。
啟動電池儲能系統,補充供電。
優先確保醫院、消防與公共設施的電力,提高安全性。
市長:(滿意)太棒了!這樣市民就不用擔心突然停電了。
小明:(興奮)所以未來我們的電力會更穩定,還能更節能對吧?
李博士:沒錯,小明!智慧電網就是未來的能源管理模式,讓我們用更少的能源,創造更大的效益!
(場景:城市變得更綠能化,天空中有大量太陽能板與風力發電機。)
小明(長大後):哇,現在幾乎沒有人經歷停電了,因為我們的智慧電網能預測並調整電力!
AI 智慧助理:現在,全市 80% 的電力來自再生能源,並透過 AI 進行最優調配。
市長(回顧過去):當初的決策是正確的,智慧電網確實改變了我們的城市。
(畫面漸暗,標語浮現:)
「智慧電網——讓能源更智慧,讓未來更永續!」
(劇終) 🎬✨
20250211(二)
移民後的重新布局
組 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | ||||
城市名稱 | 1.荷蘭阿姆斯特丹 | 2.美國芝加哥 | 3.巴西庫里提巴 | 4.英國倫敦 | 5.尼泊爾加德滿都 | 6.德國弗賴堡 | 7.加拿大多倫多 | 8.美國波特蘭 | 9.冰島雷雅未克 | ||||
平方公里 | 219.3 | 600 | 432 | 1572 | 50.67 | 153.1 | 630.2 | 380 | 274.51 | ||||
發電系統 | |||||||||||||
城市佈局 | |||||||||||||
電網控制 | |||||||||||||
交通觀光 |
20250218(二)任務分配
課程以「智慧城市」為目標,引領學生探索如何運用人工智慧和數位技術,為城市生活帶來更多便利和創新,學生們將從理論到實踐,探索各種智慧化應用,將科技融入未來城市生活中。結合綠色能源的環保概念,設計綠能機關王的機構作品,並結合數位智能課程所學的程式設計,控制機構的運作,搭配綠色能源的產電、輸電、儲電介紹,同時包含離岸風力、水力能、太陽能等的綠能優勢說明。
將分成3大主題做展示,風之城、海島城和光之城,分別展示風力、水力和太陽能發電的應用,在城市的規畫中要考量水路、電路、交通運輸以及環保生態。
主題 | 設計說明 | 課程內容 | 學習成效 | |
智慧城市 | 風之城(風力發電) | 以「智慧城市」主題進行創作,並以綠能發電、產電、輸電、儲電等製作機構與關卡,呈現綠能機關的科學概念與主題機構。運用AI提供智慧城市布局建議,使用智高積木呈現建築物、綠地、交通系統、供水與供電系統的配置。通過感測器的應用,獲取更精細的管理。 | 上網收集資料,認識世界上著名的智慧城市。整合數位智能所學的感測器、程式設計,外加Micro-Bit與擴充板,並結合科學原理、能源項目、機構與結構等,設計製作智慧城市模型,介紹智慧城市設計理念與特色。 |
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光之島(太陽能) | ||||
水之都(潮汐能、水壩能) |
風之城~風力能 | 水之都~水能源 | 光之島~太陽能 |
風力發電智慧城市的設計包含以下特點: 1.風力發電系統: 在海岸線設置了三個大型離岸風力發電場。 在陸地靠近海岸的地方設置了兩個陸上風力發電機。 2.城市布局: 住宅區分佈在城市的四個區域,避開了風力發電機可能產生的噪音區。商業區位於城市北部中心位置,便於居民訪問。工業區設在城市東西兩側,靠近風力發電設施,便於直接使用清潔能源。 3.智能電網控制中心: 位於城市中心,負責管理和分配風力發電產生的電能。 4.公園和綠地: 分佈在城市中部,提供休憩空間和改善城市微氣候。 5.交通系統: 主要道路呈十字形分佈,連接城市各個區域。 海岸線: 城市南部是海岸線,這為離岸風力發電提供了理想的位置。 | 水力發電智慧城市的設計包含以下特點: 1.水力發電系統: 一條主要河流貫穿城市,兩條次要河流/運河縱貫南北。在主要河流上設置了一個大型水力發電站。在兩條次要河流上各設置一個小型水力發電站。兩個大型蓄水池用於調節水量和儲能。魚梯:在主要水力發電站旁設置魚梯,確保魚類能夠自由遷徙,保護生態系統。 2.城市布局: 住宅區分佈在城市的四個角落,靠近水源但避開洪水風險區。商業區位於城市的東西兩端,靠近主要交通幹道。工業區位於城市南部,靠近水源和交通要道,便於取水和運輸。 3.智能電網控制中心: 位於城市中心,負責管理和分配水力發電產生的電能。 4.公園和綠地: 分佈在城市中心區域,提供休憩空間和改善城市微氣候。 5.交通系統: 主要道路呈十字形分佈,連接城市各個區域。 | 太陽能發電智慧城市的設計包含以下特點: 1.太陽能發電系統: 兩個大型太陽能發電場位於城市東西兩側。所有住宅區的屋頂都安裝了太陽能板。 2.城市布局: 住宅區分佈在城市的四個角落,屋頂都安裝了太陽能板。商業區位於城市中心位置,便於居民訪問。工業區設在城市南部,靠近太陽能發電設施,便於直接使用清潔能源。 3.智能電網控制中心: 位於城市中心,負責管理和分配太陽能發電產生的電能。 4.公園和綠地: 兩個圓形公園位於城市北部,一個長方形公園位於南部,提供充足的綠色空間。 5.交通系統: 主要道路呈十字形分佈,連接城市各個區域。 |
風之城(風力發電)專題城市 | 1.荷蘭阿姆斯特丹:219.3平方公里 | 2.美國芝加哥:600平方公里 | 3.巴西庫里提巴: 432平方公里 |
主題方向 | 探索荷蘭如何利用離岸風力發電技術供應可再生能源,結合運河與低地城市的特點,提升城市的能源效率。 | 研究芝加哥的智慧城市建築如何結合風力發電,滿足其高樓建築的能源需求,並應對氣候挑戰。 | 庫里提巴以公共交通著名,學生將探討風能如何為綠色公共交通系統提供能源支持。 |
任務細項 |
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光之島(太陽能發電)專題城市 |
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主題方向 | 探索倫敦在智慧城市中的太陽能應用,結合智慧交通與建築設計,降低碳排放。 | 加德滿都是高海拔地區,學生將探討如何將太陽能應用於偏遠地區,並結合災害預警系統。 | 弗賴堡是太陽能應用的典範,學生將設計全面應用太陽能的智慧城市,並探討可持續發展。 |
任務細項 |
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水之都(水力發電)專題城市 |
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主題方向 | 探討多倫多如何利用水力發電來提供城市能源,並結合智慧電網技術進行能源管理。 | 波特蘭是一個重視綠色生態的城市,學生將探索如何利用水力發電技術來支援其綠色社區。 | 雷雅未克擁有豐富的水資源與地熱能,學生將設計結合水力與地熱能源的智慧能源系統。 |
任務細項 |
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