1、太空光伏:深空供能主力,低轨卫星+太空算力空间广阔【投资要点】太阳翼是卫星供能“心脏”,大型化、柔性化趋势下具备抗通缩属性。太空环境中辐照强度高、日照时间长,光伏系统发电收益显著高于地面,光伏已成为太空领域主要的供能形式。太阳翼作为卫星供能部件在整个卫星平台价值量占比可观,且随着卫星功能日益复杂,单星功率持续提升,太阳翼大型化、柔性化趋势明确,相较卫星其他部件而言具备更强的抗通缩属性。技术路线:1)砷化镓:目前应用最成熟的太空光伏技术,在抗辐射、使用寿命及效率等方面优势明显,但因涉及稀有原料及工艺复杂,砷化镓电池成本较高。若未来需求放量,锗等稀有金属供给或成为核心瓶颈。2)晶硅:成本可控且产能
2、充裕,价格较砷化镓具备数量级优势,但因抗辐射能力较弱更适配低轨、短寿命任务。同时,晶硅技术能质比较低,太空应用取决于电池成本和发射成本的综合权衡。目前SpaceX大规模采用晶硅技术,国内应用仍有待运力成本下降。3)钙钛矿:兼备高能质比、抗辐射、柔性化等优势,未来大规模量产后降本潜力巨大,同时可与晶硅叠层进一步提升转换效率。目前钙钛矿缺乏长期在轨验证数据,后续随着相关测试完成,钙钛矿太空应用潜力巨大。低轨卫星跑马圈地,太空算力星辰大海。在ITU“先占先得”规则下,各国加速低轨卫星星座组网,其中SpaceX凭借低运力成本优势卫星发射量遥遥领先,国内正加速突破火箭回收技术追赶海外步伐。我们预计202
3、8年全球卫星发射量有望突破万星,带动太空光伏需求达到百兆瓦级别。太空算力正逐步从构想走向现实,2025年中美主要机构已发射试验星进行关键技术验证,我们预计2027年后太空算力有望开始小批量组网。未来随着星舰成熟,太空进入成本颠覆性下降,太空算力将迎来规模化部署。目前地面数据中心建设需求年均约20GW,若后续逐步迁移至轨道空间预计将带动太空光伏需求突破GW级别。【配置建议】光伏是深空供能的主力能源,在大型化、柔性化大趋势下太阳翼有望成为商业卫星相对抗通缩的部件。随着全球低轨卫星组网加速及太空算力逐步落地,太空光伏需求有望逐步从百兆瓦级别向GW级别扩容。我们建议关注设备、主辅材及太阳翼集成三大方向
4、。设备建议关注迈为股份、拉普拉斯、晶盛机电、奥特维、高测股份等;主辅材建议关注钧达股份、东方日升、乾照光电、云南锗业、福斯特等;太阳翼集成建议关注电科蓝天、上海港湾等。强于大市(维持)东方财富证券研究所相关研究【风险提示】太空供能技术变革等。1.太阳翼:卫星供能“心脏”,大型化、柔性化趋势下具备抗通缩属性太空供能方案选择有限,光伏为主流选择。太空电源系统因使用环境极为特殊,往往面临着极端的温度变化、压力和强辐射,因此对于电源有很高的要求。太空电源系统包括一次性电源、核电源、燃料电池、太阳电池阵-蓄电池组电源系统等。目前,太阳电池阵-蓄电池组电源系统是绝大多数在轨航天器使用的电源系统类型。太空空
5、间阳光辐射、日照时长优于地面,年辐照资源总量数倍于地面。相较于地面,在太空环境中太阳辐照不会受到大气层吸收、散射影响,太阳辐照强度从地面1000w/m2(AM1.5)提升至1367w/m2(AM0)。同时,随着天气影响消除及阴影时长缩短,LEO及GEO轨道太阳年利用小时数可提升至5000-8760小时,而地面因区域差异年利用小时数在730-2922小时区间。综上,太空环境年太阳辐照资源总量是地面的5-6倍,因此光伏系统在太空发电收益显著优于地面。(divcenter)图表2:地面、LEO及GEO轨道太阳辐照强度(w/m2)(/divcenter)空间电源系统由太阳翼、储能电池及电源控制设备三大
6、单机构成,其中太阳是整个卫星供能“心脏”。1)太阳翼:由许多太阳电池组成的阵列,可以将空间轨道的太阳光能转化为电能;2)锂离子电池组:通过将空间太阳电池阵转化的电能存储并对外输出,是飞行器的储能电源;3)电源控制设备:包括电源控制器、配电器、变换器等多类设备。能源系统在卫星平台造价中价值量占比可观,其中太阳翼占大头。卫星平台核心作用是为卫星提供机动能力和电力,因此推进系统和电源系统的成本占比最大,电源系统成本占比约22%,其中太阳翼作为发电的核心部件是主要成本项。卫星功能日益复杂,整星功率持续提升。卫星功能从传统单一任务卫星(如早期气象、导航卫星功率通常在1-5kw)向多功能、高集成化平台演进