太陽能熱發(fā)電通常叫做聚光式太陽能發(fā)電，與傳統(tǒng)發(fā)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(zhuǎn)化成高溫蒸汽驅(qū)動(dòng)蒸汽輪機(jī)來發(fā)電的。當(dāng)前太陽能熱發(fā)電按照太陽能采集方式可劃分為（1）太陽能槽式發(fā)電；（2）太陽能塔式熱發(fā)電；（3）太陽能碟式熱發(fā)電。

槽式系統(tǒng)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(nèi)的傳熱工質(zhì)加熱產(chǎn)生蒸汽，推動(dòng)常規(guī)汽輪機(jī)發(fā)電；塔式系統(tǒng)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(zhì)產(chǎn)生過熱蒸汽，或直接加熱集熱器中的水產(chǎn)生過熱蒸汽，驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組發(fā)電；碟式系統(tǒng)利用曲面聚光反射鏡，將入射陽光聚集在焦點(diǎn)處，在焦點(diǎn)處直接放置斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)電。這三種太陽能熱發(fā)電技術(shù)都有其自身的特點(diǎn)，優(yōu)勢和缺點(diǎn)，其中一些列在表2-1。

表2-1 三種聚光式太陽能電站的發(fā)展?fàn)顩r及其優(yōu)缺點(diǎn)

在這三種系統(tǒng)中，目前只有槽式發(fā)電系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了商業(yè)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(fā)電站，總裝機(jī)容量353.8MW（最小的一座裝機(jī)14MW，最大的一座裝機(jī)80MW），總投資額10億美元，年發(fā)電總量為8億KWh。太陽能熱發(fā)電技術(shù)同其它太陽能技術(shù)一樣，在不斷完善和發(fā)展，但其商業(yè)化程度還未達(dá)到熱水器和光伏發(fā)電的水平。太陽能熱發(fā)電正處在商業(yè)化前夕，專家預(yù)計(jì)2020年前，太陽能熱發(fā)電將在發(fā)達(dá)國家實(shí)現(xiàn)商業(yè)化，并逐步向發(fā)展中國家擴(kuò)展。

槽式發(fā)電是最早實(shí)現(xiàn)商業(yè)化的太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)。右圖為一個(gè)槽式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)。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(nèi)熱載體將水加熱成蒸汽，同時(shí)在熱轉(zhuǎn)換設(shè)備中產(chǎn)生高壓、過熱蒸汽，然后送入常規(guī)的蒸氣渦輪發(fā)電機(jī)內(nèi)進(jìn)行發(fā)電。槽式拋物面太陽能發(fā)電站的功率為10~1000 MW，是目前所有太陽能熱發(fā)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(lián)的方式，均勻的分布在南北軸線方向。為了保證發(fā)電的穩(wěn)定性，通常在發(fā)電系統(tǒng)中加入化石燃料發(fā)電機(jī)。當(dāng)太陽光不穩(wěn)定的時(shí)候，化石燃料發(fā)電機(jī)補(bǔ)充發(fā)電，來保證發(fā)電的穩(wěn)定性和實(shí)用性。一些國家已經(jīng)建立起示范裝置，對槽式發(fā)電技術(shù)進(jìn)行深入的研究。

西班牙50MW槽式熱發(fā)電站

早在1973年石油危機(jī)的前幾百年就開始了利用太陽光開發(fā)可再生能源的研究工作了，石油危機(jī)的爆發(fā)觸發(fā)了可再生能源的近代發(fā)展。最早的試驗(yàn)是19世紀(jì)60年代，Auguste Mouchout的以太陽能為動(dòng)力的第一輛汽車，在一玻璃封閉的鐵釜內(nèi)生產(chǎn)蒸汽來驅(qū)動(dòng)汽車。19世紀(jì)80年代，美國人John Ericsson采用槽式拋物面太陽能集熱裝置驅(qū)動(dòng)了一臺(tái)熱風(fēng)機(jī)。接著在20世紀(jì)初，AubreyEneas的第一輛商業(yè)化的太陽能汽車出現(xiàn)了。1907年，德國阿倫的Wilhelm Meier 博士和斯圖加特的Adolf Remshardt，申報(bào)了一項(xiàng)用槽式拋物面太陽能集熱裝置生產(chǎn)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(chǎn)生蒸汽來發(fā)電。1912年Shumann和Boys在這個(gè)專利的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了一臺(tái)用槽式拋物面太陽能集熱裝置生產(chǎn)蒸汽驅(qū)動(dòng)45kW的蒸汽馬達(dá)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(huì)還批準(zhǔn)撥款20萬馬克，在西南非洲領(lǐng)地進(jìn)行槽式拋物面太陽能集熱裝置示范試驗(yàn)，遺憾的是由于第一次世界大戰(zhàn)的爆發(fā)和近東地區(qū)石油的發(fā)現(xiàn)，阻礙了這項(xiàng)計(jì)劃的實(shí)現(xiàn)。

1977年發(fā)生石油危機(jī)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(lián)邦德國研究和技術(shù)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(tǒng)的發(fā)展。國際能源機(jī)構(gòu)(IEM)的9個(gè)成員國共同參與了一項(xiàng)總功率為500kW示范試驗(yàn)，該示范試驗(yàn)項(xiàng)目于1981年投入運(yùn)營；Acurex公司的10000m系統(tǒng)也于1977年至1982 年在美國的一臺(tái)示范裝置上裝機(jī)使用。　1991年加利福尼亞的槽式拋物面太陽能熱利用發(fā)電站的運(yùn)營成功，促進(jìn)了南歐和其他擁有豐富太陽輻射的發(fā)展中國家太陽能熱利用計(jì)劃的開展。1998年以來，由歐盟支持的DISS (Direct Solar Steam)計(jì)劃和Euro Trough 計(jì)劃，以及西班牙和摩洛哥研究計(jì)劃，啟動(dòng)了歐洲槽式拋物面太陽能技術(shù)的發(fā)展。2000年德國聯(lián)邦議會(huì)決定，為太陽能發(fā)電實(shí)施一項(xiàng)3年投資計(jì)劃，計(jì)劃資金的三分之二用于槽式拋物面太陽能熱發(fā)電項(xiàng)目。

隨著制造工藝的不斷改進(jìn)，建造費(fèi)用由5976美元/KW降低到3011美元/kW，發(fā)電成本由26.3美分/KWh降低到了12美分/kWh。當(dāng)發(fā)電成本降到8美分/KWh時(shí)，太陽能熱發(fā)電可與常規(guī)礦物能源發(fā)電相媲美。隨著熱能存儲(chǔ)設(shè)備的加入，可使槽式發(fā)電的效率比最初提高7%，可使一個(gè)80MW的發(fā)電站的光電轉(zhuǎn)換效率達(dá)到13.8%。熱能存儲(chǔ)設(shè)備可以存儲(chǔ)剩余的熱量，保證發(fā)電的平穩(wěn)，同時(shí)它也為獨(dú)立的太陽能發(fā)電提供了保障。

當(dāng)前正在發(fā)展的技術(shù)方向?yàn)橹苯诱羝―SG）技術(shù)。典型的PTC發(fā)電廠動(dòng)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(fā)電站列表。