太阳能行业：商业航天发展提速太空光伏迎布局良机-260126（30页）.pdf

1、商业航天发展提速，太空光伏迎布局良机本报告导读：太空数据中心带来的市场空间巨大，晶硅和钙钛矿电池技术将成为关键。投资要点：发展契机：目前砷化镓是太空能源的主流路线，晶硅和钙钛矿技术的成本和效率正不断提升，砷化镓性价比提升空间相对有限。太空数据中心未来的需求潜力较大，而砷化镓的成本和供给受到一定的约束，企业已开始探索使用晶硅和钙钛矿叠层方案，部分晶硅企业已开始成功出货。技术路线：我们认为，如果发展太空数据中心等商业场景，经济性将成为一个重要的因素，钙钛矿和晶硅凭借较好的成本优势有机会取得成功。根据Starcloud的白皮书，能源成本是太空数据中心的最大成本变数，根据我们测算，晶硅组件的供应最成熟

2、，在制造成本端有较为明显的优势，而钙钛矿组件由于质量比功率的优势，能够显著降低发射成本。市场前景：马斯克称每年要在太空部署100GW的AI算力，如果马斯克的目标实现，卫星需求将爆发增长。我们假设钙钛矿叠层电池效率达到30%，卫星的太阳翼面积达到350平米，考虑到AM0的辐照强度比地面更高给予一定的倍数，当太空数据中心每年的装机规模达到马斯克设定的100GW时，则将带来68万颗/年的卫星需求增量，而目前全球存量的卫星仅1万颗出头，太空算力将带来巨大的弹性。D风险提示：行业发展慢于预期；技术路线出现变动；政策风险；原材料价格波动；测算依据有误。相关报告1太空光伏在商业航天场景中不可或缺太阳能是巨大

3、的能量来源，太空发电能力远超地面。太阳能够辐射出巨大的能量，每秒向四周空间辐射的能量高达3.8times1026焦耳，每年到达地球表面上的太阳辐射能量约相当于130万亿吨煤燃烧产生的能量，是现今世界上可以开发的最大能源。由于太空光伏不受大气传输过程中干扰，太阳辐照约为1360W/m，约为地面光伏的1.4倍，由于太空卫星受到光照的时间长，同步轨道卫星（SSO）甚至可以全天发电，所以太空光伏的光照强度约为地面光伏的5-10倍。(divcenter)图1：太空光伏的发电环境(/divcenter)凭借在太空中的发电优势，太阳能空间发电站的概念兴起。空间太阳能发电站是指在空间将太阳能转化为电能，再通过

4、无线能量传输方式传输到地面，并入电力系统供用户使用。根据陈华山太空太阳能发电站和微波无线输电技术，美国航天工程师彼得格拉泽在1968年提出了在太空中利用太阳能发电装置实现24小时持续不断发电的理念，日本科研人员提出在36000mathrmkm高空的静止卫星轨道上安置一定数量的太阳能光伏电池组进行发电，将这些电池组产生的直流电力转换成微波电力，通过微波无线输电技术发送到地面；在地面的高增益天线对微波电力进行接收，再转换为直流电力或工频(50mathrmHz或60mathrmHz)交流电力传输给用户。此外，美国宇航局和能源部曾提出在空间建设太阳能发电站的设想。在地球同步轨道上放一个长10km；宽5

5、km的大平板，上面布满薄膜太阳能电池，通过无线输电方式向地面提供500万kW电力。太阳翼是太阳能系统的核心载体。太阳翼是航天器(卫星、空间站、探测器、飞船等）最重要的“翅膀”，它的核心任务就是把阳光变成电能。太阳翼由数块太阳电池板和一个连接架或连接板相互铰接组成。它们依靠压紧机构收拢折叠于卫星本体侧壁上，当卫星入轨后压紧机构释放，由板间铰链内的驱动扭簧使各板展开，最后展成一个平面的太阳电池阵，为卫星在轨道上工作提供主要的电源。能源系统在成本占比中较高。根据电科蓝天招股书，卫星主要由平台和载荷两部分构成，不同卫星因功能不同成本结构差异较大。根据艾瑞咨询数据，定制卫星的平台成本占比约为50%，批量

6、卫星的平台成本占比约为30%。卫星平台又包括姿控系统、电源系统、结构系统、星务系统、测控系统、热控系统。平台的核心作用是为卫星提供机动能力和电力，因此姿控系统和电源系统的成本占比也最大，根据艾瑞咨询数据，姿控系统和电源系统的成本之和约占全卫星平台的60%以上。2卫星互联网成功商业化，太空光伏迎来发展契机低轨轨道具备广泛的商业应用前景。根据前瞻产业研究院，卫星根据轨道高度可分为低轨、中轨和高轨卫星，其中低轨卫星通常位于地球表面500-2000公里的高度。低轨卫星由于其低轨道位置，具有较小的传输延迟、低链路损耗、更大的灵活性、适用于多种应用场景、低成本等优势。此外，通过增加低轨卫星的数量，可以提高