Солнечная энергетика и КТС «Орбитрон»
Download as PPT, PDF1 like263 views
Презентация проекта Orbitron для фонда SAN (русскоязычная версия).
More Related Content
Viewers also liked (9)
Similar to Солнечная энергетика и КТС «Орбитрон» (20)
Солнечная энергетика и КТС «Орбитрон»
- 1. Александр Майборода AVANTA сonsulting Солнечная энергетика и космическая транспортная система «Орбитрон» 2016
- 2. Мировой рынок энергетики • На климатической конференции ООН в Париже 2015 г.На климатической конференции ООН в Париже 2015 г. принято решение о финансирования программ развитияпринято решение о финансирования программ развития солнечных и других альтернативных источников энергии.солнечных и других альтернативных источников энергии. • Green Climate Fund к 2020 году должен достичьGreen Climate Fund к 2020 году должен достичь расходов на 100 млрд. долл./год, чтобы обеспечитьрасходов на 100 млрд. долл./год, чтобы обеспечить переход к экологически чистым источникам.переход к экологически чистым источникам.
- 3. Мировой рынок энергетики • Минимальный спрос на все видыМинимальный спрос на все виды оборудования для глобальной энергетики –оборудования для глобальной энергетики – 12,2 трлн. долл. на период с 2013 по 2030 гг.12,2 трлн. долл. на период с 2013 по 2030 гг. • В среднем это 718 млрд. долл./год.В среднем это 718 млрд. долл./год.
- 4. Рынок полупроводниковой продукции космического производства • Сегмент мирового рынка в виде рынка фотоэлектрических преобразователей составляет более 100 млрд. долл./год. • Тонкопленочные солнечных батареи могут производится на орбитальных КА «ОКА-Т» по технологии Института физики полупроводников Сибирского отделения РАН и Хьюстонского университета США. 4
- 5. Рынок полупроводниковой продукции космического производства • Орбитальный технологический КА «ОКА-Т» для производства тонкопленочных солнечных батарей использует высокий вакуум в кильватерной зоне. • Производство в «ОКА-Т» будет дешевле наземного при условии снижения цены доставки сырья до 3000 долл./кг (от современного уровня в 40 тыс. долл.) 5
- 6. Рынок оборудования для солнечной энергетики с элементами космического базирования • Будущее солнечной энергетики – спутниковые солнечные электростанции. • Спутниковые солнечные электростанции в 6-15 раз эффективнее наземных солнечных электростанций. • При росте парка электромобилей рынок энергооборудования может вырасти с 0,7 трлн. долл./год до 3,5 трлн. долл./год. • Спутниковые солнечные электростанции требуют цену вывода грузов в космос в пределах 100-200 долл./кг (1000 долл./кг на первом этапе). • Однако в настоящее время цена находится в диапазоне 10-50 тыс. долл./кг.
- 7. Рынок оборудования для солнечной энергетики с элементами космического базирования • Энергоснабжение морских и воздушных судов энергией отЭнергоснабжение морских и воздушных судов энергией от спутниковых солнечных электростанций создает дополнительныйспутниковых солнечных электростанций создает дополнительный спрос на оборудование в 0,3-0,5 трлн. долл./год.спрос на оборудование в 0,3-0,5 трлн. долл./год. • Замещение электромобилями автомобилей с ДВС порождает спросЗамещение электромобилями автомобилей с ДВС порождает спрос на дополнительные мощности, в 5-10 раз превышающиена дополнительные мощности, в 5-10 раз превышающие достигнутую мощность электростанций, что в перспективедостигнутую мощность электростанций, что в перспективе обеспечивает дополнительный спрос в размере 3-7 трлн. долл./год.обеспечивает дополнительный спрос в размере 3-7 трлн. долл./год.
- 8. Рынок сырья для космического производства • Существует спрос на недорогую доставку на орбитальные станции компонентов ракетного топлива, а также сырья в виде алюминия, титана, никеля, углерода, кремния и других веществ, которые необходимы для производства в космосе комплектующих и агрегатов космических аппаратов по программе AMAZE. • Спрос на производство в космосе космических аппаратов составляет 17 млрд. долл./год, на производство топлива – 5 млрд. долл./год. • Европейское космическое агентство (ЕКА) приняло программу AMAZE: применение 3D-печати для создания металлических частей и компонентов для космических аппаратов, самолетов и термоядерных реакторов. • ЕКА инвестировала около 20 миллионов евро в исследования по созданию «Методов трехмерной печати AMAZE». 8
- 9. КТС «Орбитрон» – решение ценовой задачи • Космическая транспортная система «Орбитрон» – транспорт с себестоимостью доставки 50-250 долл./кг. • Коммерческая цена составит 250-1000 долл./кг. • Система «Орбитрон» признана WIPO изобретением, имеющим мировую новизну и промышленную применимость, она основа на апробированных технологиях и устройствах.
- 10. Прототипы системы «Орбитрон» • ВКСН – советский прототип системы «Орбитрон». • ВКСН – воздушно- космический самолёт с накоплением (кислорода). • Соразработчик ВКСН академик РАН Маров М.Я. • PROFAC – зарубежный прототип системы «Орбитрон». • PROFAC – PRopulsive Fluid ACcumulator. • ВКСН-PROFAC удачно решали ценовую задачу.
- 11. Прототипы системы «Орбитрон» • Прототипы ВКСН-PROFAC это воздушно-космические летательные аппараты, орбита которых проходит на высоте 100-120 км, на границе атмосферы и космоса. • ВКСН-PROFAC оснащены воздушными диффузорами, такими же как у прямоточных двигателей гиперзвуковых самолетов, при помощи которых захватывают разряженный воздух. • Захваченный воздух сжижается: кислород накапливается; азот поступает в электрореактивный двигатель для создания реактивной струи. 11
- 12. Прототипы системы «Орбитрон» • Аппараты типа ВКСН-PROFAC при полете в относительно плотных слоях атмосферы (100-120 км) не могли использовать солнечные батареи из-за их большой «парусности». • Энергоснабжения двигателей поэтому должен был осуществлять ядерный реактор. • В результате заключения международного соглашения о запрете полетов ядерных КА на высотах ниже 800 км перспективный проект ВКСН-PROFAC был закрыт. 12
- 13. Система «Орбитрон» • Орбитальный коллектор системы «Орбитрон» не имеет на борту запрещенный ядерный реактор, т.к. может использовать солнечные батареи из-за большей высоты орбиты (от 280 км), а на меньших высотах солнечные батареи свертываются. • Устранение ядерного реактора снимает запрет на использование высокоэффективных систем типа ВКСН-PROFAC. • Большая высота орбиты коллектора обеспечивается тем, что требуемая концентрация газа на пути коллектора создается искусственно, при помощи суборбитальных многоразовых ракет, которые поднимают газгольдеры-баллонеты с необходимыми газами. • Орбитальный коллектор (со свернутыми солнечными батареями) проходит сквозь баллонеты и забирает газ.
- 14. Система «Орбитрон» • Орбитальный коллектор системы «Орбитрон» выгодно отличается от прототипов ВКСН-PROFAC тем, что благодаря подаче газов не из атмосферы может получать практически любые вещества, а не только кислород и азот. • Таким образом по цене на 99% ниже обычной, в производственные КА могут доставляться углеводороды и другие вещества, необходимые для производства в космосе технических изделий и ракетного топлива. • Аналогично могут поставляться металлы, кремний и компоненты полупроводниковой продукции, например, в виде таких газов: пентакарбонил железа, гидрокарбонил кобальта, карбонил никеля, гексафториды вольфрама и урана, водородные соединения кремния, германия, олова, свинца, бора.
- 15. Система «Орбитрон» • От прототипов КТС «Орбитрон» отличается тем, что горизонтальный газовый столб, поглощаемый коллектором, создается искусственно, на высоте его орбиты. • Для этого используется баллонет из высокопрочной пленки (СВМПЭ) с предельной прочностью 1-2 ГПа в виде рукава (цилиндра) длиной от 100 до 1000 метров. • Коллектор со свернутыми солнечными батареями проходит сквозь баллонет и захватывает часть содержащегося в нем газа. • Баллонет поднимается суборбитальной ракетой-носителем на любую требуемую высоту. • В результате, благодаря высоте орбиты, обеспечиваются условия использования солнечных батарей вместо ядерного реактора. 15
- 16. Система «Орбитрон» • КТС «Орбитрон» состоит из двух частей: • первая часть – аэрокосмическая (наземного базирования) на основе суборбитальных ракет (ресурс запусков от 200 до 500); • вторая часть – орбитальная, представляющая собой спутник-коллектор грузов, подобный КА PROFAC. • Аэрокосмическая часть предназначена для создания на пути перед орбитальным коллектором газонаполненного канала, «дорожки» с повышенной концентрацией вещества (0,01-0,1 кг/м3), по сравнению с окружающим безвоздушным пространством. • Для создания газового канала используют цилиндрические баллонеты, изготовленные из высокопрочного тонкопленочного материала. • Восстановления запаса кинетической энергии коллектора производится за счет работы двигателей малой тяги, например, ЭРД с удельным импульсом 16-32 км/с. 16
- 17. Система «Орбитрон» Видео-схемы к проекту «Орбитрон»: • https://youtu.be/EDSin1hL6dY • https://youtu.be/q1uoNl6st_g
- 18. Система «Орбитрон» • Использование потенциальной и кинетической энергии реголита для накопления кислорода и азота из атмосферы. • Масса захваченного газа равна 40% от массы реголита. • Азот в сочетании с магнием (кальцием или литием) используется как ракетное топливо для полетов к астероидам.
- 19. Транспортный комплекс «Орбитрон» • Система «Орбитрон» включает в себя: орбитальный коллектор газов; орбитальные топливохранилища; космические аппараты-заправщики; суборбитальные многоразовые ракеты; наземные пусковые установки. • В совокупности с другими системами формируется транспортный комплекс «Орбитрон», в который входит: многоразовый межорбитальный буксир для вывода ИСЗ на ГСО; многоразовая орбитальная ступень ракет космического назначения; космическая платформа для размещения 3D-принтеров; технологический модуль для переработки в сырьё для 3D-принтеров веществ, аккумулируемых коллектором; энергетический модуль с оптоволоконными лазерами с прямой солнечной накачкой для энергоснабжения двигателей коллектора. • Масса орбитального коллектора 3600 кг, электрическая мощность двигателей 600 кВт (на первом этапе). • Суборбитальные ракеты имеют стартовую массу 2000 кг и грузоподъемность варьируемую от 10 кг до 200 кг. 19
- 20. Транспортный комплекс «Орбитрон» • Основа комплекса – орбитальное топливохранилище, которое обеспечивает дозаправку космических аппаратов недорогим ракетным топливом и, соответственно, многократное использование ракетной техники. • Заправка межорбитального буксира обеспечивает его возвращение с геостационарной орбиты и повторное использование (25-50 раз). • Заправка второй (орбитальной) ступени ракеты-носителя, после доставки ступенью груза на орбиту, обеспечивает гашение орбитальной скорости и, соответственно, возвращение на Землю для повторного использования (10-25), в дополнение к многократному использованию первой ступени типа Falcon. • Космические платформы с 3D-принтерами дополнительно к компонентам космических электростанций, производят теплозащитные экраны и капсулы из недорого сырья, для возращения межорбитальных буксиров на опорную орбиту и ракетных ступеней с опорной орбиты на Землю. 20
- 21. Patents • Method and system for delivering cargoes into space. US 8882047 B2. Status: Grant of patent is intended • Method for delivering cargoes into space and a system for implementation of same. EP2390188 Status: Grant of patent is intended (Great Britain, Germany, France). • Способ доставки грузов в космос и система его осуществления. Patent of Russia RU2398717 • Способ доставки грузов в космос и система его осуществления. Patent of Eurasia Patent Organization 017577 • Спосіб доставки вантажів в космос і система його здійснення. Patent of the Ukraine 99230 • Способ энергообеспечения космических аппаратов-накопителей. Patent of Russia RU2451631 • Energy supply method for spacecrafts-accumulators. Patent application pending US 2013/0233974 A1 • Method and system for feeding jet engines. Patent application pending US 2014/0326832 A1 21
- 23. Бизнес-модель • Снижение на 99% транспортных затрат на космическое производство, обеспечивает цены, выгодные клиентам и большую маржу провайдеру услуг. • Покупатели: энергоконцерны RWE, State Grid и ACWA Power; компания DEWA; разработчики внеземных минеральных ресурсов Planetary Resources, Deep Space Industries и Innovative Advanced Concepts; национальные аэрокосмические агентства. • Услуги: доставка сырья к космическим 3D-принтерам и модулям типа «ОКА-Т»; доставка ракетного топлива в орбитальные депо; развитие солнечной энергетики с элементами космического базирования.
- 24. Orbitron Team • Идеолог проекта: Александр МайбородаИдеолог проекта: Александр Майборода • Менеджер проекта: Владимир МигельМенеджер проекта: Владимир Мигель • Главные специалисты:Главные специалисты: В.М. Мельников, О.П. Пчеляков, Д.К. Драгун.В.М. Мельников, О.П. Пчеляков, Д.К. Драгун. • Имеют опыт руководителей международных проектовИмеют опыт руководителей международных проектов на орбитальных станциях.на орбитальных станциях. • Всего в команде 10 специалистов из ЦНИИмаш, ИФПВсего в команде 10 специалистов из ЦНИИмаш, ИФП СО РАН, ФГУП «ОКБ Вымпел», МГТУ им.Н.Э.Баумана.СО РАН, ФГУП «ОКБ Вымпел», МГТУ им.Н.Э.Баумана. 24
- 25. Orbitron Team 25 Vladimir Migel Alexander Mayboroda Dmitry Dragun Vitaly Melnikov Oleg Pchelyakov
- 26. Orbitron Team 26 Vadim FlorovVadim Florov Alexander Popov Denis Anisimov Yury Lebedev Victor Korovin Archie DevdarianiArchie Devdariani
- 27. Текущий статус и план-график • Состояние на 2016: наличие интеллектуальной собственности на технологию «Орбитрон» в США, ЕС, СНГ; переговоры с зарубежными инвесторами и потенциальными партнерами; открытие дочерних компаний в США и ЕС. • 2016 год: создание транснациональной энергетической корпорации на основе AVANTA-сonsulting, а так же компаний США и ЕС, владеющих отдельными технологическими компонентами, важными для реализации системы «Орбитрон», переход от НИР к ОКР, изготовление демонстрационных суборбитальных и орбитальных подсистем, стендовые испытания, получение дополнительных «зонтичных патентов». • 2017 год: испытания демонстрационных образцов в космосе. • 2019 год: завершения R&D и масштабирование проекта, развертывание орбитальных ретрансляторов энергии и космических солнечных электростанций на основе системы «Орбитрон», орбитальных комплексов «ОКА-Т» с космическими 3D-принтерами по производству фотовольтаники, дополнительный выпуск акций. • 2021 год: выход системы на высокорентабельный режим работы, дополнительный выпуск акций. • 2030 год: достижение 15 процентного уровня ввода энергетических мощностей космических энергостанций от текущей потребности в обновлении мирового фонда электрогенерирующих мощностей (валовой доход 100 млрд. долл./год). • 2036 год: достижение 30 процентного уровня от общего объема продаж оборудования для глобальной энергетики (валовой доход 200 млрд. долл./год).
- 28. Потребность в капиталовложениях • 2016 – 0,4 млн. долл. • 2017 – 1,0 млн. долл. • 2018 – 2,6 млн. долл. • 2019 – 36 млн. долл. - привлечение доп. инвестиций. • 2020 – 82 млн. долл. - привлечение доп. инвестиций (плюс 30 млн. долл. в виде авансовых платежей за транспортные услуги в первые 6-7 месяцев после запуска системы «Орбитрон» в эксплуатацию) . • В 2020 году продажа акций и получение учредительской прибыли 818 млн. долл. • Стоимость создания системы - 112 млн. долл. • В период с 2020 по 2030 годы валовой доход – 3,13 млрд. долл., прибыль – 2,38 млрд. долл. 28
- 29. Cap Table • Инвестор № 1: AVANTA-consulting, акций (60%) 60 млн. долл. США (Intellectual Property). • Инвестор № 2: GCF and related funds, акций (40%) 40 млн. долл. США. • После дополнительного выпуска акций (2020 год) и реинвестирования части учредительской прибыли в капитал корпорации Таблица капитализации (Capitalization table) принимает следующий вид: • Инвестор № 1: AVANTA-consulting, акций (55,08%) 550,8 млн. долл. США. • Инвестор № 2: GCF and related funds, акций (36,72%) 367,2 млн. долл. США. • Инвестор № 3: Minority shareholders, акций (8,2%) 82 млн. долл. США. 29
- 30. Contact information • Address: 150 Bolshaya Sadovaya St., office 909, Rostov-on-Don, 344000, Russia. • Tel.: +7 (863) 221 73 71, +7 (863) 263 32 94 • E-mail: mayboroda@avanta-consulting.ru • Web-site: www.mayboroda.com 30
- 31. Thank you for your attention 31