2025年2月10日 星期一

2025智慧城市專題說明


20250211(二)

移民後的重新布局

組123456789
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219.3600432157250.67153.1630.2380274.51
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。


  1. 永續能源發展與現況

  2. 探討綠能優缺點、綠色能源全球vs在地應用

  3. 小組主題實作作品藍圖-能源基建、科學原理、永續應用

  4. 主題綠能作品製作(數位智能感測器、機構組裝與造型設計)

  5.  跨域整合應用(機構整合+程式設計動作、造型美工+文字看板)

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。

 




9座智慧城市

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

  • 設計離岸與近岸風力發電場模型。
  • 規劃風力與水路結合的能源運輸系統。
  • 研究風力發電對當地氣候和環保的影響，並設計相關的智能監控系統。

  • 設計風力發電與高層建築結合的能源系統。
  • 探討風能如何支撐智慧建築中的節能需求。
  • 模擬城市風力發電的智能電網控制中心，提升能源分配效率。

  • 設計基於風能的公共交通能源供應系統。
  • 探討風能如何融入庫里提巴的低碳城市交通解決方案。
  • 開發能量監測系統，確保風力發電與交通需求的協調運作。









光之島(太陽能發電)

專題城市

  1. 英國倫敦:1572平方公里

  1. 尼泊爾加德滿都：50.67平方公里

  1. 德國弗賴堡:153.1平方公里

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

  • 設計太陽能發電的城市供電系統，支援公共交通與建築能源需求。
  • 使用智慧感測器，提升太陽能的效率監控。
  • 探討太陽能在城市不同區域的應用（如商業區與住宅區），並設計相應的電力分配網絡。
  • 設計適合山區的太陽能發電站模型，滿足偏遠社區的能源需求。
  • 探討如何結合太陽能系統與地震等災害預警系統，提升城市韌性。
  • 設計基於太陽能的智慧基礎設施，例如公共照明與通訊塔。

  • 設計城市太陽能供應網絡，將住宅區與工業區的能源需求結合。
  • 探討智慧建築如何最大化使用太陽能，並減少能源浪費。
  • 探討太陽能發電的存儲與分配機制，並設計智能電網系統。







水之都(水力發電)

專題城市

  1. 加拿大多倫多:630.2平方公里

  1. 美國波特蘭：380平方公里

  1. 冰島雷雅未克:274.51平方公里

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

  • 設計城市水力發電系統，包含大壩、河流水能站與蓄水池。
  • 探討如何通過智能電網技術進行水力發電的高效分配。
  • 設計結合水力發電的智能電力管理系統，提升能源利用率。
  • 設計小型水力發電系統，適用於城市公園或社區內的綠色設施。
  • 探討如何將水力發電與社區的能源需求結合，創造零碳排的社區。
  • 使用水力發電系統來支援城市的綠色交通工具，例如電動自行車與電動巴士。
  • 設計結合水力與地熱能的城市能源系統，滿足住宅區與工業區的能源需求。
  • 探討如何在寒冷氣候下最大化水力與地熱能的應用。
  • 設計智慧能源管理系統，平衡地熱與水力發電的能源供應。






20250224(二)
完成城市佈局中的交通運輸規劃，透過交通工具(自行車)的視野導覽智慧城市。
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