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太阳能发电的方式有多种，主要有通过热过程的“聚热式太阳能热发电（CSP）”，包括塔式发电、抛物面聚光发电、太阳能烟囱发电、热离子发电、热光伏发电、温差发电等，和不通过热过程的“光伏发电（SPV）”、“光感应发电”、“光化学发电”及“光生物发电”等。但目前真正应用的是两大类：光伏发电和光热发电。光伏发电是将太阳能直接转化为电能；光热发电是利用太阳能加热工作介质，工作介质在发电机组中作功由发电机组产生电能。 光伏发电是利用“光生伏打效应”，是目前最常用的太阳能发电技术之一。 太阳能光伏发电系统由两大部分组成：太阳能电池系统和配套系统。太阳能电池系统由太阳能电池方阵构成，太阳能电池方阵是由光伏组件（太阳能电池组件）串、并联组成的，而光伏组件是由单体太阳能电池串并联、封装后构成的。配套系统主要包括控制器、逆变器等。 光伏发电系统可分为两大类，独立光伏发电系统和并网光伏发电系统。独立光伏发电系统是指仅仅依靠太阳能电池供电的系统，或必要时可由其他电源作为补充。并网光伏发电系统，是指太阳能电池发出的直流电，先经过逆变器变换成交流，再同电网的交流电合起来使用。 光伏发电的关键部件是太阳能电池，太阳能电池的特性也就决定了光伏发电的特点。主要优点是：1.结构简单，体积小且轻；2.易安装和运输，建设周期短；3.容易启动，维护简单，4.清洁、安全、无噪音；但缺点也是明显的，能量分散，占地面积大，间歇性大。 光热发电主要包括五种型式：塔式发电（power tower system）、槽式发电（trough system）、盘式发电（dish system）、太阳池发电（basin system）和热气流发电。 塔式太阳能热发电系统也称集中型太阳能热发电系统。它是利用众多的平面反射镜阵列，将太阳辐射反射到置于高塔顶部的太阳能接收器上，加热工质产生过热蒸汽，驱动汽轮机发电机组发电，从而将太阳能转化为电能。塔式太阳能热发电站系统主要由4部分构成：聚光装置、集热装置、蓄热装置和汽轮发电装置。 全世界的塔式发电系统见表2.1-1，最主要的是在美国的二座大型示范工程：“太阳能1号”和“太阳能2号”，容量均为10MW。“太阳能1号”从1982年到1988年共生产38000MWh电能。“太阳能2号”为“太阳能1号”的改进型，在1996年投产，采用熔盐作为传热介质和热能贮存，可以在多云天气和晚上连续供电。“太阳能2号”的成功运行，引起国际上的较大兴趣，特别在西班牙、埃及、摩洛哥和意大利。已有一座40MW的塔式发电系统，采用热力贮存，可以一天24小时驱动15MW汽轮发电机，正在规划中。在美国东南部沙漠中，计划建设30～50MW塔式电站。第一座塔式电站投资在1亿美元左右，电价为15美分/kWh，在考虑规模效应和技术进步后，有可能降到7美分/kWh。 表2.1-1世界塔式发电系统
槽式太阳能热发电系统亦即槽式抛物面反射镜太阳能热发电系统，也称分散型太阳能热发电系统。它是将众多的槽型抛物面聚光集热器，经过串并联的排列，从而可以收集较高温度的热能，加热工质，产生过热蒸汽，驱动汽轮发电机组发电。槽式太阳能热发电站系统主要由4部分组成：聚光集热装置、辅助能源装置、蓄热装置和汽轮发电装置。 从1985年～1994年间，在美国加州沙漠地区相继建成9座槽式太阳能电站，总容量354MW。他们都需要25％的天然气能量的补充，以便提升太阳能产生的蒸汽的温度到汽轮机运行所需要的水平。它的聚能较低，温度和效率较低，例如：SEGS IX太阳能并网发电系统，当使用燃料汽轮机时，其发电效率为19％，但当使用独立太阳能汽轮机是，其发电效率只有12.9％。但因其有十多年的运行经验和不断的技术改进，以及运行维护费的降低，从近期看，该系统造价有望降低。表2.1-2列出美国SEGS1至9的系统特性。
1.3.2.3 盘式系统一种类型的盘式太阳能热发电系统，以单个旋转抛物面集热盘和位于其聚焦处的活塞式斯特林发电机（stirling engine generator）构成。每一个盘式太阳能热发电装置的单个功率较小，可以分散独立发电。它主要由4部分组成：a、旋转抛物面反射镜，用于将太阳光聚焦在一点上，即为聚焦点上；b、位于聚焦点处的接收器，用于加热工质（一般为氢或氦气）到较高温度；c、斯特林引擎；d、发电机。 该种盘式系统的特点是效率高。1980年起，8台由MDA开发使用stirling引擎出力25kW的盘式系统在美国产品化。但在目前，该系统是用于研究改进stirling发动机和接收器的热管。 在1970年后的十年间，该种stirling发电机式盘式系统表现出在阴天时，其无能力连续发电，这是因为该系统没有贮热能力。除了在沙漠和与较大型电网连接的地方，该系统的应用受到限制。 在同期，另一种盘式系统得到发展，该种盘式系统具有高温热贮存缓冲发电能力并利用蒸汽兰金（Rankine）循环。20世纪70年代在美国发展的该系统，早在1979年就利用美国能源部的能源债券在喷气发动机实验室的沙漠试验场进行过评估。该种系统的发展导致可构成容量为6MW和更大的可调度的太阳能发电站，即使是在太阳日照零星的地区。
1.3.2.4 太阳池
太阳池实质上是一个含盐量具有一定浓度的盐水池，盐池里的水在竖直方向具有一定的盐度梯度，上部是新鲜水，底部是较重的盐水，太阳光透过盐池上部的水到达底部，加热底部的盐水，然后在不扰乱破坏太阳池水主体、维持池内所需密度梯度的情况下，用泵从池底抽出已被加热的盐水，通过热交换器换热后，再送回池底。太阳池热发电即是应用太阳池的特性，将天然盐水湖建成太阳池，即是一个巨大的平板太阳集热器，利用它吸收太阳能，在通过热交换器加热低沸点工质产生过热蒸汽，驱动汽轮发电机组发电。以色列于1975年在死海边建造了世界上第一座太阳池发电站，容量为150kW，又于1983年在死海建造了一座容量为5MW的太阳池电站。
1.3.2.5 太阳能热气流系统太阳能热气流发电是在以大地为吸热材料的巨大蓬式地面太阳空气集热器的中央，建造高大的竖直烟囱，烟囱的底部在空气集热器透明盖板的下面开吸风口，上面安装风轮，地面空气集热器根据温度效应产生热空气，从吸风口进入烟囱，形成热气流，驱动安装在烟囱内的风轮带动发电机发电。西班牙于1982年建成一座容量为50kW的太阳能热气流示范电站，其烟囱高度为194.6m；澳大利亚正计划建设一座高1000m烟囱，占地8mil2，出力为200MW的太阳能热气流发电站，投资估计约7亿美元。 前述6种太阳能热发电系统又可按太阳能收集方式分为两类：一是聚光式太阳能热发电系统，也是高温太阳能热发电系统，塔式、槽式和两种盘式即属此类；二是非聚光式太阳能热发电系统，也是低温太阳能热发电系统，太阳池和热气流即属此类。 根据多年来国内外对太阳能热发电技术的研究，这5种太阳能热发电系统的性能和技术特点比较如下：
太阳能热发电成本随电站规模的加大和技术进步不断下降。目前大约为9～12美分/kWh。随着太阳能发电与化石燃料的联合，其电价可以降到8美分/kWh以下。在技术进步和开发高效贮能装置后，今后数十年电价可能将到4～5美分/kWh，.
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