太陽は地球の109倍の大きさでこちらから1億5千万KM落ちた所に位置して 水素73%、ヘリウム24%でなされた気体の塊りとして秒当たり3.8 x 10の23kWのエネルギーを宇宙に放出する巨大な火炎だ。
地球は太陽から地表面のエネルギーを受けることになるが、これは換言すれば地球全体に到達する太陽エネルギーの量が太陽自身が放射するエネルギー量の22億分の1でそのエネルギー量(1.2 x 1014kW)は全人類の消費エネルギー量(1.2 x 1010kW)の約1万倍に達することだ。
まだ全世界的に太陽エネルギー研究は住宅の暖房および循環システム、温水機、水産物乾燥器、低価格家熱気および小規模太陽光発電などが主流をなしていて、太陽熱発電に関する研究は発電に必要な高温獲得方法と高温材料開発などが問題になって大きい進展が見られずにいる。
しかし過去'80代半ば米国で10 MW級の太陽熱発電システムの実用化が成り立った以後各国で集中的な開発投資を継続していて2000年代には最も強力な太陽エネルギー利用方法で広範囲に普及する展望だ。
太陽熱発電システムの種類は大きく三種類で中央集中型システム(central receiver solar thermal electric power system)と分散型システム(distributed solar thermal electric power system)と独立型システムに区分される。
中央集中型システムは太陽追跡装置(heliostat)と呼ばれる巨大な太陽追跡反射鏡で反射した太陽光を中央に位置した塔の一点に集めて高熱を得て、この高熱で熱交換器などを利用して高圧水蒸気を発生させて電気を得る方式だ。
光比は1000程度で蒸気トオビンは約600℃で運転される。
分散型システムは先焦点型や皿型など家狂家熱気を利用した単位家狂家列システムを多数分散配置して配管内を流れる実体を加熱させて、これを利用してStirlingエンジンと同じ熱機関を駆動させて発展する方式だ。
独立型システム(stand-alone system)は前で言及した家狂家熱気を利用する5～25 kWp級のシステムとして電力系統から独立した小規模電源で利用されることをいう。
また、太陽熱発電システムはその規模により次の通りも区分したりもする。
小規模太陽熱発電システム
数十～数百 W範囲のことで熱効率が低く価格が高くて熱損室が大きい。
したがって小規模発電には太陽光発電システムより経済性がない。
中規模太陽熱発電システム
数十～数百 kW範囲のことで分散型システムが主に使われて多少経済性がある。
太陽光発電システムと特殊な場合には競争になることができる。
大規模太陽熱発電システム
数百 kW～数十 MW級として中央集中型システムが大部分ここに入る。
最近まで数百 kWから数十 MW級の太陽熱発電システムが各国で格別問題なしで運営されていて、技術的な問題らが大部分解決された状態だがまだ大規模軸十システムに対する研究は生ぬるい状態だ。
代表的なシステムではSEGS(solar electric generating system,Luz社で建設)を上げられる。
太陽熱発電の発電単価は'90年代中盤にすでに常用火力発電単価より若干高い水準まで落ちたし2000年代初めには10¢/kW h以下に落ちる展望だ。
大規模中央集中式タワー型が実用化される2000年代には部下平準化用としては十分な経済性を持つものと見られる。
システム設置費用も現在の2,000$/kWP程度で2000年頃には1,000$/kWP程度まで低くなると展望されている。
散髪前システムに使われる熱機関では大規模システムの場合は一般火力発電に使われる蒸気タービン技術が採択されていて、小規模システムの場合は熱効率が高くて大きさが小さいStirlingエンジンがたくさん使われる。
太陽熱発電システムの要諦とできる家狂家熱気は先焦点型が商用化されていて、代表的な分散型太陽熱発電システムの米国のSEGSにも採択されている。
皿型家狂家熱気は規模が相対的に小さい独立型システムと小規模分散型システムに適合してまだ本格的な商用化段階には達することが出来ずにいる。
太陽熱発電にあって最も先んじている米国は'90年代初めから太陽熱発電技術開発計画'Solar Thermal Electric Program'を意欲的に推進していて、ここにはSandia Lab.、NRELなど国立研究機関とSouthern California Edison,3Mなどの企業が参加して大規模システム開発と集中式システムに使われる反射鏡をはじめとする皿型家狂家熱気などに関する研究を遂行している。
このような開発投資が実を結ぶ21世紀には太陽熱発電が新しいエネルギー源で脚光を浴びることになるものと見られる。
太陽追跡装置価格が40$/㎡船に早ければ太陽熱発電システムの経済性も大きく向上して順次普及（補給）が活発になると展望される。
このようなまだこういう大規模太陽熱発電システムを建設するのは財源とか所要敷地などの制約要素が多くて実現を期待するのが難しいが太陽熱発電は21世紀を大悲になって実用化の可能性が大きい清浄エネルギー源だから基礎年九次元の小規模発電システム開発は国策事業で推進する必要性が高い。