Ανάπτυξη εκπαιδευτικού παιχνιδιού για το δίκτυο υψηλής τάσης της Κρήτης.

Abstract

Η ηλεκτρική ενέργεια είναι ένα στοιχείο ζωτικής σημασίας για την ανθρώπινη ζωή. Πολλές καθημερινές δραστηριότητες βασίζονται σε αυτό και επιτυγχάνονται με τη χρήση της. Για παράδειγμα χωρίς την ηλεκτρική ενέργεια η βιομηχανία δεν θα μπορούσε να λειτουργήσει και οι άνθρωποι δεν θα μπορούσαν να εργαστούν ή να εκτελέσουν τις δουλειές του σπιτιού. Με άλλα λόγια, χωρίς την ηλεκτρική ενέργεια οι άνθρωποι θα ζούσαν σε ένα δύσκολο και πρωτόγονο περιβάλλον. Η σταθμοί παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας είναι υπεύθυνη για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. Κάθε μονάδα παραγωγής ενέργειας περιλαμβάνει μια ή περισσότερες γεννήτριες για την μετατροπή της μηχανικής ισχύος σε ηλεκτρική ενέργεια. Η παραγόμενη ισχύς μεταδίδεται από την μονάδα παραγωγής στον καταναλωτή μέσω του ηλεκτρικού δικτύου. Το ηλεκτρικό δίκτυο μεταφέρει ενέργεια από πήγες σε κέντρα ζήτησης. Η ηλεκτρική ενέργεια μεταφέρεται μέσω γραμμών υψηλής τάσης από σταθμούς παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας σε υποσταθμούς και με την χρήση μετασχηματιστών η τάση μειώνεται και μεταφέρεται μέσω γραμμών διανομής στους καταναλωτές. Η εκπαίδευση παρέχει γνώσεις για τα δίκτυα υψηλής τάσης με λεκτικό τρόπο ή μέσω εικονικών μικροεφαρμογών. Ωστόσο, είναι αδύνατο να επιτευχθεί η διαδικασία εκμάθησης και η αφομοίωση της γνώσης από εκπαιδευομένους με ειδικές εκπαιδευτικές ανάγκες. Αυτό οδηγεί στην ανάπτυξη εκπαιδευτικών παιχνιδιών, τα οποία συνδυάζουν θεωρίες μάθησης με στοιχεία παιχνιδιού. Έτσι, οι εκπαιδευόμενοι με ειδικές εκπαιδευτικές ανάγκες μπορούν να συμμετάσχουν ενεργά στη διαδικασία μάθησης και να αποκτήσουν τις απαραίτητες γνώσεις αντίθετα με τις ανάγκες τους. Η παρούσα πτυχιακή εργασία στοχεύει στο σχεδιασμό και στην ανάπτυξη ενός δια δραστικού εκπαιδευτικού παιχνιδιού για τη δημιουργία και την διαχείριση ηλεκτρικών δικτύων υψηλής τάσης. Στοχεύει στην απεικόνιση των γραμμών υψηλής τάσης ηλεκτρικής ενέργειας από τις μονάδες παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας, μέχρι τους υποσταθμούς μετάδοσης ισχύος. Παρέχονται, επίπεδα παιχνιδιού για το σχεδιασμό ενός ηλεκτρικού δικτύου, για την κατασκευή μονάδων παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας και την δημιουργία γραμμών υψηλής τάσης με την χρήση δυο διαστάσεων γραφικών στοιχείων σε χάρτη πραγματικού κόσμου. Επιπλέον, μέσω σεναρίων του παιχνιδιού που περιλαμβάνουν καταστάσεις κρίσεων του δικτύου και ανταλλαγή ενέργειας μεταξύ διαφορετικών δικτύων, ο χρήστης λαμβάνει γνώσεις διαχείρισης του δικτύου.

Electrical power is an element of vital importance for human life. Many daily activities are based on it and are achieved with its use. For example, without electricity industries would not be able to operate and people would not be able to work or perform the housekeeping tasks. In other words, without electrical power people would live in a difficult and primitive environment. Power plants or power stations are responsible for producing electrical power. Each power plant contains one or more generators for converting mechanical power into electrical power. The produced power is transmitted from plants to the consumers, through the electrical power grid. The electrical power gird is a network that carries power from sources to demand centers. Electrical power travels through high voltage lines from power plants to substations and with the use of transformers voltage is degraded and transferred via distribution lines to the consumers. Education provides knowledge for high voltage power grids in a literal way or by virtual applets. However, it is not possible to achieve the learning process and the acquisition of knowledge for learners with special educational needs. This leads to the implementation of educational games, that combine learning theories with gamification. Thus, students with special educational needs can participate actively in the learning process and acquire the necessary knowledge, despite these needs. The present thesis aims in designing and developing an interactive educational game for designing and managing high voltage power grids. It focuses on the visualization of the electrical power grid high voltage lines from the power plants, to the power transmission substations. It provides game levels for designing a power grid, building power plants and creating high voltage lines with 2D artifacts in a world map. Furthermore, through game scenarios involving power grid’s crisis situations and scenarios for exchanging energy between different networks, users receive knowledge of a power grid’s management.