91快活林

安定供给およびコスト低减

火力発电設備のクリープ余寿命診断技術に関する研究

火力発电設備は、1960～1970年代に建設された高経年ユニットや、最新鋭ユニットなど、さまざまなユニットが効率的に運用されている。火力発电設備は、高温高圧の蒸気を利用するため、当該部分の配管や機器は、長時間使用するとクリープ劣化（高温で強度が弱くなる）が問題となる。このため、高経年ユニットにおいては適切な保守のための余寿命診断技術が必要である。また、最新鋭ユニットでは、高効率化による発電コスト低減およびCO₂排出量低减のため、さらなる高温高圧の蒸気条件が採用されている。これに対応する最新耐热材料に対する评価技术の开発も、今后、重要となる。
高温材料のクリープ余寿命診断をクリープ加速試験で行う場合、その試験片は実機から相当量の部材を切り出す必要があり、切り取った部分の修繕コストが発生する。そのため、精度は若干低下するが、金属组织解析や硬さ測定などの非破壊的評価手法が一般的に適用されている。91快活林では、金属组织解析や硬さ測定に関し、独自の手法を開発し、グループ会社へ技術供与するとともに、社内外で実機適用を可能にした。
さらに九州电力は、準破壊的にスモールパンチクリープ试験で行う余寿命诊断技术を构筑してきた。これは、採取する试験片を直径８ミリメートル、厚さ0.5ミリメートルと微小にすることで、机器材料の寿命评価を简易にする手法であり、破壊的评価手法と同程度の精度がある。
スモールパンチクリープ试験评価技术の构筑にあわせて、2005年度には微小试験片を採取するための小型軽量の放电サンプリング装置を开発、2009年度には低価格の小型スモールパンチクリープ试験装置を开発した。
开発装置は、その独创性や将来性、开発効果などが评価され、放电サンプリング装置はオーム技术赏などの社外表彰を2009年度までに７件、小型スモールパンチクリープ试験装置は2010年度に日本机械学会九州支部赏を受赏した。

以上のような评価技术や试験ノウハウを活用し、ボイラー设备を中心として、蒸気タービン设备、ガスタービン高温设备などの最先端耐热材料を含む余寿命诊断技术の开発研究と実机への适用を、今后も実施していくこととした。

高度防食技术（プラズワイヤー工法）の开発および新会社の设立

电力设备は、発电设备、送电设备、配电设备などさまざまな钢构造物で构成されており、これらの设备は海岸部に设置されているものも多く、厳しい腐食环境にさらされている。一方、社会资本に目を向けると、桥梁や道路高架など大型钢构造物が多数存在する。今后、高度経済成长期に多数建设された设备の高経年化が进行し、その効果的な対策が求められている。また、更新费用の増大に対し、维持管理によって可能なかぎり延命化する考え方が主流になり、防錆技术の重要性が高まっていた。
このような背景から、91快活林は火力発电所のセラミック補修技術で培ったプラズマ溶射技術と防錆効果の高いアルミニウム?マグネシウム合金に着目し、溶線式プラズマ溶射工法である、?プラズワイヤー工法?を2004年１月に开発した。
この工法は、电极とワイヤー间の直流アークでガスをプラズマ化し、そのプラズマによりワイヤーを溶融?製膜するものである。复合サイクル试験（加速腐食试験）の结果、本工法は溶融亜铅メッキの20倍以上の耐久性があることを确认した。
同年４月、九州电力はグループ会社の西日本プラント工业に技术を移転し、同社は九州内の発电所や高速道路などをターゲットに事业を开始した。2008年３月、同社はさらに积极的に事业展开を図るため、溶射事业に特化した新会社「プラズワイヤー」を设立した。2010年12月末までの施工実绩は159件、约７万2000平方メートルである。
代表的な施工事例としては、火力発电所設備、送電鉄塔、風力タワー、橋梁、高速道路鋼桁?脚などがある。特に、橋梁、高速道路鋼桁?脚の採用では、ライフサイクルコスト低減の観点から、国、公的機関、高速道路会社などからも注目された。

アーチダムの安定性评価に関する研究

宫崎県の上椎葉（1955年竣工）および一ツ瀬（1963年竣工）アーチダムは建設から約50年を経過したが、近年各地における大規模地震の頻発により、土木構造物の耐震安定性に対する社会的関心は高まっており、大量に貯水する大型ダムの耐震性能照査についても社会的要望が高い。このため、これらのダムを運用していくためには、現在の常時健全性と大規模地震に対する耐震性能照査が必要である。しかし、アーチダムは構造的な要因により常時?地震時の健全性を検証するための解析や評価法の難易度が高く、また、評価体系も確立されていなかった。そこでアーチダムの安定性评価に関する研究を行い、評価方法の確立もふまえ、現在における上椎葉?一ツ瀬アーチダムの常時健全性および耐震性能照査を2006年４月から2010年３月に実施した。
常时健全性の评価法としては、これまでの堤体変位観测データの统计的分析により堤体挙动の定常性を确认するとともに、これらの挙动を忠実に再现した静的解析モデルを构筑し、この応力解析结果から、堤体内部および基础岩盘の健全性を评価した。
耐震性能の照査法としては、上记の解析モデルをもとに、本研究で実施した常时微动（人间には感じない微小振动）计测结果から得られた振动特性を忠実に再现する动的解析モデルを构筑し、耐震性のシミュレーションについては、堤体内部応力状态が一番厳しい冬季の応力状态を再现したうえで実施した。なお、入力地震动については、国土交通省の指针（案）に準じ、各々のダム地点で考えられる最大级の强さを持つ地震动を用いた。
その结果、上椎叶?一ツ瀬アーチダムの详细な耐荷机构を明らかにするとともに、现在の常时健全性および大规模地震に対する耐震性能は十分に有していることを确认した。
また、この研究で実施した常时微动の连続计测データから、ダム水位の変化にともなうアーチダムの振动特性の変化を明らかにしたうえ、既往の国内外の研究では未报告であった外気温の変化にともなう振动特性の変化も明らかにした。これらの成果は、アーチダムの耐震性能评価においては、ダム水位と季节を考虑する重要性を示しており、今后の耐震性能评価や维持管理技术の高度化に寄与するものであり、この功绩について电力土木技术协会により、2010年５月、高桥赏^（注）が授与された。

（注）高桥赏：発电水力に関する技术およびその他の电力施设に関する土木技术の开発研究?発明考案などの电力土木誌および讲习会に発表した会员の论文のうち、技术の进捗向上に特に寄与したものと认められるものについて表彰するもの。电力土木技术协会故高桥橘叁郎名誉会长の功绩を记念して1974年に制定された表彰制度。

环境保全

离岛マイクログリッドシステム実証试験

実証试験の目的

91快活林は管内に多くの離島を抱え、重油を燃料としたディーゼル発電を主電源として電力を供給しているが、近年の燃料費高騰により、離島経費の一層の削減が求められるようになった。一方、地球環境問題やエネルギー資源制約の観点から、太阳光発电など再生可能エネルギー電源の導入拡大が社会的にも要請されるようになった。
このような状況をふまえ、離島の電力系統に太阳光発电などの再生可能エネルギー電源および蓄電池を設置し、電力品質を維持するとともに、CO₂削減や燃料使用量削減および再生可能エネルギー導入拡大を目指した离岛マイクログリッドシステム実証试験を2009～2012年度で実施することとした。
実証试験は、小规模な导入设备で既存系统への影响が検証可能な小离岛（内燃力発电设备容量0.5MW程度以下）である鹿児岛県の黒島など、６島で行うこととした。
なお、この研究は、経済产业省の「2009年度离岛独立型系统新エネルギー导入実証事业费补助金」を受けて行うこととなった。

実証试験设备の概要

黒島については、太阳光発电設備容量は、既設ディーゼル発電を出力50％以上で運用した場合の需給バランスを検討し、昼間の太阳光発电の余剰電力を蓄電して夜間に放電しても余ることなく活用できる容量として60kWとした。风力発电設備容量は、出力変動により周波数に与える影響が評価できる容量として10kWとした。また、蓄電池は、太阳光発电電力を蓄電するのに十分な容量とし、リチウムイオン電池（91快活林と三菱重工業との共同開発）および鉛蓄電池を導入した。
黒島以外の５島については、太阳光発电設備容量は、各島の系統規模（最大需要電力）に対する太阳光発电導入比率が変化した場合のデータを取得することから、7.5～15kWとした。蓄電池は太阳光発电の発電電力を蓄電できる容量とし、竹島にリチウムイオン電池、その他４島に鉛蓄電池を導入した。
太阳光発电などの再生可能エネルギー電源の瞬時の出力変動が発生した場合は離島全体の電力供給に影響するため、出力変動抑制機能および瞬時変動補償機能などを設け、信頼性の高い制御システムを構築した。
実証試験設備は鹿児岛県の遠方の小離島に設置されることから、トラブル発生時の復旧作業などの現地での早急な対応が難しく、このため常に監視可能な遠隔監視システムを構築した。また、勤務時間外にも、発電実績などの定期情報および故障などの緊急情報を携帯電話にメール配信することでシステムの状態確認ができるようにした。

実証试験设备の构筑

设备の构筑では、2009年９月から土木工事、机器製作に着手した。机器製作后の工场试験では、実系统を模拟した电力系统で试験を行い、システムの基本性能を确认した。
现地工事は、定期船のドック入りによる减便および悪天候による欠航などのため、几度となく工程変更を余仪なくされ、工期の遅れが悬念されたが、地元自治体、発注先ほか関係者の尽力により、当初计画どおり６岛へのシステム设置および竣工试験を2010年３月下旬に完了した。竣工试験では、実系统でのシステムの基本性能を确认し、良好な结果を得ることができた。

実証试験の概要

実証試験では、系統規模が異なる６つの離島において、太阳光発电を大量導入した場合に系統へ与える影響を把握するとともに、周波数安定化など系統安定化技術を検証することとした。具体的には、太阳光発电の出力変動補償、太阳光発电の出力平準化、太阳光発电出力の時間帯シフトによる内燃力発電の高効率化についての制御機能について検証することとした。
2011年４月までの実証試験において、これらの制御機能について、実系統の安定供給を考慮し太阳光発电出力を一部制限したうえで、所期の動作を確認することができた。

电力系统制御用超电导电力贮蔵システム（厂惭贰厂）の実証试験

九州电力では、新たな电力系统制御、运用の高度化および电力输送コストの低减などに贡献できる技术として超电导技术の开発に取り组んだ。そのなかで、超电导电力贮蔵システム（Superconducting Magnetic Energy Storage：厂惭贰厂）は、高効率に电力を贮蔵することができ、高速かつ高度な制御が可能なため电力系统制御用として有望な机器である。そのため、九州电力は1994年度から独自に开発した１惭奥/１办奥hモジュール型厂惭贰厂をはじめ、国家プロジェクトに参画し、超电导コイルなどの要素技术开発をおこなってきた。
2004年度から、厂惭贰厂システム技术の开発と実系统连系试験による制御システム技术の开発?検証および低コスト化を目的に、九州电力、中部电力および国际超电导产业技术研究センターと共同で「超电导电力ネットワーク制御技术开発」プロジェクトに４年间取り组んだ。具体的には、10MW/20MJ級のSMESシステムを開発し電力系統への連系を図り総合的な性能検証を行うために、変動負荷と水力発电所を有する古河日光発電細尾発電所（日光市）に古河電気工業の協力を得て本システムを設置して2007年度から約半年間の実証試験をおこなった。そのなかで、91快活林は独自の系統安定化制御技術とSMESアナログシミュレーターなどを開発してその有効性を検証した。その結果、世界に先駆けて、SMESの実用化に向けてのシステム技術やコスト低減手法などの成果が得られた。

电力需要创出

リチウムイオン电池を用いたポータブル电源装置の开発

化石燃料の高効率利用や颁翱₂削减、自然エネルギーの积极的活用など地球环境问题に対する技术开発は急务である。九州电力は叁菱重工业と共同で、电力贮蔵用および电気自动车用大型リチウムイオン电池を开発し、蓄电技术の向上とあらゆる产业への适用化を研究した。リチウムイオン电池を用いたポータブル电源装置もその适用例の一つであり、これまでのエンジン発电机に比べ、騒音や排気ガスの出ないクリーン电源として期待されるものである。
ポータブル电源装置は2007年６月に开発に着手し、大きく３つのタイプ、「大容量タイプ」「キャリータイプ」「顿颁タイプ」をラインアップした。
大容量タイプは、交流100ボルト、出力３办奥、电池容量６办奥hで、３办奥相当のエンジン発电机に相当する。装置単独で充放电制御が可能であることから、将来的には家庭用蓄电および非常用电源としても期待されるものである。
キャリータイプは出力１办奥、電池容量は１办奥h、２办奥hのラインナップがある。こちらは可搬性を重视しており、山间部や都市部など车両で搬入不可能な场所でも手軽に持ち运ぶことができる。
顿颁タイプは非常灾害时などに携帯电话を20台同时に充电できる机能を有し、直流12ボルト、24ボルト、出力0.5kW、電池容量１办奥hで、リチウム电池の直流电圧を変换し、そのまま直流の12ボルトや24ボルトの机器に使えることから、効率がよく、インバーターが不要でありコンパクトな装置である。
普及のための课题として、イニシャルコストの低减を目指した研究を実施し、开発设计においては、可搬性や振动、衝撃特性を改善した軽量アルミフレームの採用、外装の贵搁笔使用など、构造の简素化と部品点数の削减を行いながらも强度を确保できる设计を実现し、あらゆる现场环境に耐え得る装置を完成した。
2008年の北海道洞爷湖サミットにおいては、环境技术を展示する政府主催の「环境ショーケース」の一环として、ポータブル电源装置が蓄电?非常用电源设备として展示され、内外报道関係者などに対して、世界最高水準であるわが国のエネルギー?环境技术をアピールし、その一助を担った。
ポータブル電源装置の開発を通じて、リチウムイオン電池を鉛電池の代替として適用するための技術要件について明確化できた。これらの実験データをふまえて開発したポータブル电源装置は多様な容量?出力?汎用性を持っており、多くの社内外企業より早期実用化が望まれている。2010年度末時点で、複数のポータブル電源を実際の配電工事現場でフィールド運用し、実用化に向けた試験は最終段階を迎えた。さらに研究を重ね、大容量で汎用性に優れた環境にやさしいポータブル電源装置の普及を目指した技術開発を展開することとしている。

电気自动车用充电器の开発

九州电力は颁翱₂削减と电力需要の创出を目的として电気自动车（贰痴）普及に取组み、电気自动车の社用车としての适用性评価试験や电気自动车の本格普及に必要不可欠な充电机器の开発および充电インフラ整备をおこなった。
2007年３月に开発した急速充电器の特徴は、①充电部と充电スタンド部を分离し、充电スタンド部をコンパクト化②滨顿カードなどによる个人认証や课金システム机能を付加③充电スタンドを复数设置することで、复数车両へ同时に急速充电が可能なことの３点である。
この急速充电器は、叁菱自动车工业が开発した「颈-惭颈贰痴（アイ?ミーブ）」の业务用车両适用性评価试験（2007年３月～2009年３月）に合わせ、电気自动车との适合性评価试験（フィールド検証）をおこなった。２年间のフィールド検証の结果、使い胜手などの実用性や屋外环境下での耐久性などから事业化が可能であることが确认できたため、2009年９月からグループ会社のキューキで製造?贩売を开始した。充电インフラ整备については、急速充电器と电気自动车间の通信规格标準化を目的とした协议会に参加し、関係する业界とともに电気自动车の普及促进に取り组んだ。
また、2009年度からはお客さまの充电ニーズに対応するため、普通充电スタンドの开発にも着手し、社内事业所にて実証试験を実施した。このほか、电気自动车の新たな利用方法として、电気自动车の残った电力を家庭へ供给することが可能となる「痴２贬（Vehicle－to－home）システム」の开発にも着手し、将来电気自动车が普及したときを想定した研究开発にも取り组んだ。
さらに、电気自动车の普及促进には、利用者が安心して走行できる充电インフラ设备が必要であるが、公司や自治体が个别に设置した充电设备を相互利用する仕组みが确立されていなかった。そこで、これらの问题を解决する试みの一つとして、家庭用コンセントに超小型のウェブサーバーを内蔵した充电コンセントをインターネットに接続することで、１台の充电器を共同利用できる「贰痴コンセント」を开発した。
贰痴コンセントとは、コンセント内部に超小型のウェブサーバーと颁罢?笔罢（电流?电圧センサー）および电磁リレーを内蔵しているコンセントである。コンセント内部にウェブサーバーを内蔵しているため、屋内外から携帯电话などを使ったコンセントごとの电源の「入」「切」（充电开始?充电停止）が可能な仕様となっている。また、コンセント内部に内蔵された颁罢?笔罢により充电电力量を计量し、利用者の携帯电话に充电电力量を知らせることもできる。
なお、EVコンセントは2010年３月に地元公司から発売されており、同年４月から、充电インフラを推进している公司がEVコンセントを活用した充电システムを开発し、ビジネス展开を図っている。このようななか、EVコンセントは产业界から高く评価され、第40回（2011年）日本产业技术大赏^（注）１「审査委员会特别赏」を受赏した。

（注）日本产业技术大赏：1972年に创设された表彰制度。その年に実用化された革新的な大型产业设备?构造物や、先端システム技术の开発、実用化で顕着な成果をあげた公司?グループを表彰し、技术开発を奨励することを目的としている。日刊工业新闻社主催。

生物资源活用のための电気利用技术の开発

地球温暖化の進展、世界的な人口増加、国内労働人口の減少、食に対する安全?安心などが問われるなかで、一次産業分野における脱化石燃料?電化推進による生産性向上?地域貢献および电力需要创出を目的として、環境と調和した電気の高度利用を中心に技術開発を推進した。

农业分野①

农业分野におけるヒートポンプ适用拡大
原油価格の高腾にともなう省エネルギーおよび颁翱₂排出量低减に対応するため、2006年４月からバラ、ハウスミカン、コチョウランなど重油消费が比较的多い作物を中心に、ヒートポンプの适用技术に取り组んだ。暖房経费削减および颁翱₂排出量低减はもとより、冷房?除湿机能を活用した农产物の品质向上?収穫量増大効果も确认でき、地域生产者などとの共同研究プロジェクトに参加して、技术の普及、农业电化の推进に努めた。
また、农业用ハウスでの冷暖房时のさらなる高効率化を目的として、大地の恒温性を利用した地中热利用ヒートポンプシステムに着目し、2007年４月から垂直型热交换井方式の开発、および掘削コスト低减をねらった水平型热交换器埋设方式の开発に2010年４月から取り组んだ。

农业分野②

养液栽培技术の普及と光利用など栽培环境调节による植物の机能性强化
国内でもいち早く取り组んできた养液栽培、野菜工场に関する技术を基に、高効率光源适用による植物の机能性强化研究や高効率空调システムの开発に取り组んだ。近年、国を挙げて植物工场の普及拡大の取组みが进むなかで、国内の先駆的研究机関として、社内外の多くの场で成果発表や技术コンサルタントを実施した。
光（LED照明）利用による高品質夏茶栽培技術や吸塩植物「アイスプラント」の佐贺県特産野菜化など、地域と連携したプロジェクト事業（2005年度）にも参加し地域貢献に努めた。

水产分野

ヒートポンプ利用闭锁循环养殖システム开発
将来の地球温暖化などによる漁獲量減少、海面環境保護への対応および电力需要创出を目的として、ヒートポンプを適用した陸上養殖技術の開発に1998年度から取り組んだ。トラフグの閉鎖循環養殖システムを商品化し、引き続き、クエ、カレイを対象に、適用魚種拡大研究に取り組んだ。

环境分野　希少植物保全

社有林や発电所建设地点などで确认されたタコノアシ、カンラン、カノコユリなどの希少植物に関し、保全?増殖技术の确立に2004年４月から取り组んだ。