太陽能熱發電通常叫做聚光式太陽能發電，與傳統發電站不一樣的是，它們是通過聚集太陽輻射獲得熱能，將熱能轉化成高溫蒸汽驅動蒸汽輪機來發電的。當前太陽能熱發電按照太陽能采集方式可劃分為（1）太陽能槽式發電；（2）太陽能塔式熱發電；（3）太陽能碟式熱發電。

　　槽式系統是利用拋物柱面槽式反射鏡將陽光聚焦到管狀的接收器上，并將管內的傳熱工質加熱產生蒸汽，推動常規汽輪機發電；塔式系統是利用眾多的定日鏡，將太陽熱輻射反射到置于高塔頂部的高溫集熱器(太陽鍋爐)上，加熱工質產生過熱蒸汽，或直接加熱集熱器中的水產生過熱蒸汽，驅動汽輪機發電機組發電；碟式系統利用曲面聚光反射鏡，將入射陽光聚集在焦點處，在焦點處直接放置斯特林發動機發電。這三種太陽能熱發電技術都有其自身的特點，優勢和缺點，其中一些列在表2-1。

　　表2-1 三種聚光式太陽能電站的發展狀況及其優缺點
　　

	槽式	塔式	碟式
發展狀況	中、高溫過程熱，聯網發電運運行（最高的單元容量為80MW），總的裝機容量為354 MW。	高溫過程熱，聯網運行（最高的單元容量為10MW，另一個10MW的電站正在建設）。	獨立的小型發電系統構成大型的聯網電站（最高的單元容量為25 kW，目前設計的單元容量為10 kW）。
優點	1.具有商業運行的經驗（1.2×10 kWh），潛在的運行溫度可達500°C(商業化運行的溫度已達到400°C)。 2.商業化的年凈效率14 %。 3.最低的材料要求。 4.可以模塊化或聯合運行 可以采用蓄熱降低成本。	1.從中期來看具有高的轉化效率和潛在的運行溫度超過1000 °C（56 5°C在10MW的電站中實現）。 2.可高溫蓄熱。 3.可聯合運行。	1.非常高的轉化效率，峰值效率30 %。 2.可模塊化或聯合運行。 3.處于實驗示范階段。
缺點	導熱油傳熱工質的使用限制了運行溫度只能達到400 °C，只能停留在中溫階段。	處于實驗示范階段，商業化的投資和運行成本需要證實。	商業化的可行性需要證實。大規模生產的預計成本目標需要證實

　　在這三種系統中，目前只有槽式發電系統實現了商業化。從1981年至1991年的10年間，相繼在美國加州的Mojave沙漠相繼建成了9座槽式太陽能熱發電站，總裝機容量353.8MW（最小的一座裝機14MW，最大的一座裝機80MW），總投資額10億美元，年發電總量為8億KWh。太陽能熱發電技術同其它太陽能技術一樣，在不斷完善和發展，但其商業化程度還未達到熱水器和光伏發電的水平。太陽能熱發電正處在商業化前夕，專家預計2020年前，太陽能熱發電將在發達國家實現商業化，并逐步向發展中國家擴展。

　　槽式發電是最早實現商業化的太陽能熱發電系統。右圖為一個槽式太陽能熱發電系統。它采用大面積的槽式拋物面反射鏡將太陽光聚焦反射到線形接收器（集熱管）上，通過管內熱載體將水加熱成蒸汽，同時在熱轉換設備中產生高壓、過熱蒸汽，然后送入常規的蒸氣渦輪發電機內進行發電。槽式拋物面太陽能發電站的功率為10~1000 MW，是目前所有太陽能熱發電站中功率最大的。通常接收太陽光的采光板采用模塊化布局，許多采光板通過串并聯的方式，均勻的分布在南北軸線方向。為了保證發電的穩定性，通常在發電系統中加入化石燃料發電機。當太陽光不穩定的時候，化石燃料發電機補充發電，來保證發電的穩定性和實用性。一些國家已經建立起示范裝置，對槽式發電技術進行深入的研究。

　　早在1973年石油危機的前幾百年就開始了利用太陽光開發可再生能源的研究工作了，石油危機的爆發觸發了可再生能源的近代發展。最早的試驗是19世紀60年代，Auguste Mouchout的以太陽能為動力的第一輛汽車，在一玻璃封閉的鐵釜內生產蒸汽來驅動汽車。19世紀80年代，美國人John Ericsson采用槽式拋物面太陽能集熱裝置驅動了一臺熱風機。接著在20世紀初，AubreyEneas的第一輛商業化的太陽能汽車出現了。1907年，德國阿倫的Wilhelm Meier 博士和斯圖加特的Adolf Remshardt，申報了一項用槽式拋物面太陽能集熱裝置生產蒸汽的專利，他們采用拋物槽式接受器吸收太陽輻射，直接產生蒸汽來發電。1912年Shumann和Boys在這個專利的基礎上設計了一臺用槽式拋物面太陽能集熱裝置生產蒸汽驅動45kW的蒸汽馬達泵，集熱裝置長62m，光線總通徑寬度4m，總通徑面積1200 m。1916年德國議會還批準撥款20萬馬克，在西南非洲領地進行槽式拋物面太陽能集熱裝置示范試驗，遺憾的是由于第一次世界大戰的爆發和近東地區石油的發現，阻礙了這項計劃的實現。
 
　　1977年發生石油危機以后，對槽式拋物面太陽能集熱裝置的興趣被重新激起。在這期間，美國能源部（DOE）和聯邦德國研究和技術部都在資助裝有槽式拋物面太陽能集熱器的加熱裝置和水泵系統的發展。國際能源機構(IEM)的9個成員國共同參與了一項總功率為500kW示范試驗，該示范試驗項目于1981年投入運營；Acurex公司的10000m系統也于1977年至1982 年在美國的一臺示范裝置上裝機使用。　1991年加利福尼亞的槽式拋物面太陽能熱利用發電站的運營成功，促進了南歐和其他擁有豐富太陽輻射的發展中國家太陽能熱利用計劃的開展。1998年以來，由歐盟支持的DISS (Direct Solar Steam)計劃和Euro Trough 計劃，以及西班牙和摩洛哥研究計劃，啟動了歐洲槽式拋物面太陽能技術的發展。2000年德國聯邦議會決定，為太陽能發電實施一項3年投資計劃，計劃資金的三分之二用于槽式拋物面太陽能熱發電項目。
 
　　隨著制造工藝的不斷改進，建造費用由5976美元/KW降低到3011美元/kW，發電成本由26.3美分/KWh降低到了12美分/kWh。當發電成本降到8美分/KWh時，太陽能熱發電可與常規礦物能源發電相媲美。隨著熱能存儲設備的加入，可使槽式發電的效率比最初提高7%，可使一個80MW的發電站的光電轉換效率達到13.8%。熱能存儲設備可以存儲剩余的熱量，保證發電的平穩，同時它也為獨立的太陽能發電提供了保障。
 
　　當前正在發展的技術方向為直接蒸汽（DSG）技術。典型的PTC發電廠動力范圍30-150MW，工作溫度約為400°C。如圖所示為目前世界上太陽能槽式發電站列表。