太陽熱エネルギー

太陽熱エネルギー（STE）は、産業および住宅および商業分野で使用するために、熱エネルギーまたは電気エネルギーを生成するために太陽エネルギーを利用するエネルギーおよび技術の一形態です。

概要
太陽熱集熱器は、米国エネルギー情報管理局によって低、中、または高熱コレクタとして分類されます。 低温コレクターは一般に艶消しであり、スイミングプールを加熱したり、換気空気を加熱するために使用されます。 中温コレクターも通常平板であるが、住宅用および商業用に水または空気を加熱するために使用される。 高温コレクターは、ミラーまたはレンズを用いて太陽光を集中させ、産業界および電力生産のために最大300℃/ 20バールの圧力要件を満たすために一般的に使用される。 産業の熱需要を満たすための集中太陽熱（CST）と、集められた熱を発電に使用する場合の集中太陽光（CSP）の2つのカテゴリがあります。 CSTとCSPは、アプリケーションの点で交換可能ではありません。 最大の施設は、カリフォルニア州とネバダ州のアメリカのモハベ砂漠にあります。 これらのプラントは、様々な技術を採用しています。 最大の例としては、Ivanpah Solar Power Facility（377MW）、Solar Energy Generating Systems（354MW）、Crescent Dunes（110MW）などがあります。 スペインは太陽熱発電所のもう一つの主要な開発者です。 ソルノバソーラー発電所（150MW）、アンダソルソーラー発電所（150MW）、Extresolソーラー発電所（100MW）が最大の例です。

低温太陽熱および冷却システム
低温太陽熱エネルギーを利用するシステムには、熱収集のための手段が含まれる。 短期または季節のいずれかの通常は蓄熱。 構造物または地域の暖房ネットワーク内の分布。 場合によっては、これらの機能の1つ以上がシステムの単一の特徴に固有のものである（例えば、いくつかの種類のソーラーコレクターもまた熱を蓄える）。 いくつかのシステムは受動的であり、他のシステムは能動的である（機能するために他の外部エネルギーを必要とする）。

暖房は最も顕著な用途ですが、熱駆動式吸収または吸着冷却装置（ヒートポンプ）を使用することにより、建物または地域の冷却ネットワークで太陽熱冷却を達成することができます。 断熱材からの駆動熱が大きいほど冷却出力が大きくなるという生産的な一致があります。 1878年、Auguste Mouchoutは、冷凍装置に取り付けられた太陽熱蒸気エンジンを使用して氷を作り、太陽光冷却を先駆けました。

米国では、暖房、換気、空調（HVAC）システムが、商業ビル（北部都市では50％）で使用されるエネルギーの25％（4.75 EJ）を超え、使用エネルギーの約半分住宅の建物で。 このエネルギーの一部を相殺するために、太陽熱加熱、冷却、および換気技術を使用することができる。 建物を暖房するための最も一般的な太陽熱加熱技術は、建物のHVAC設備に接続する統合された蒸散太陽光収集システムである。 ソーラー・エナジー・インダストリー・アソシエーション（Solar Energy Industries Association）によると、2015年までに50万m2（5,000,000平方フィート）以上のこれらのパネルが北米で稼働しています。

ヨーロッパでは、1990年代半ば以来、約125の大きな太陽熱地域暖房プラントが建設されており、それぞれ500m2（5400ft2）以上の太陽光集熱器を備えています。 最大のものは約1万㎡で、7MWの熱と太陽熱の費用は約4ユーロ/ kWhの補助金なしです。 それらのうち40個は1 MW以上の公称容量を有する。 ソーラー地区暖房プログラム（SDH）は、欧州14カ国および欧州委員会からの参加を得て、技術および市場開発に取り組んでおり、年次会議を開催しています。

低温コレクター
艶出しソーラーコレクターは、主に宇宙暖房用に設計されています。 彼らは、空気が加熱されて建物に戻されるソーラーパネルを介して建物の空気を再循環させます。 これらの太陽熱加熱システムは、建物内に少なくとも2つの貫通部を必要とし、太陽熱集熱器内の空気が建物の室内温度よりも暖かい場合にのみ実行される。 ほとんどのガラス張りコレクターは住宅部門で使用されています。

素焼きのないソーラーコレクターは、換気負荷の高い商業用、工業用、および施設内の建物のメーティング換気空気を予熱するために主に使用されます。 彼らは、建物の壁や壁の部分を低コスト、高性能、無光沢のソーラーコレクターに変えます。 「蒸散ソーラーパネル」または「ソーラーウォール」とも呼ばれ、建物の外壁面を兼ねる塗装された穴あき金属ソーラー吸熱器を採用しています。 空気への熱伝達は、吸収装置の表面上、金属吸収装置を通って、そして吸収装置の後ろで起こる。 太陽熱の空気の境界層は、熱が対流によって外気に逃げる前に、近くの穿孔に引き込まれる。 加熱された空気は、吸収板の後ろから建物の換気システムに引き込まれます。

トロムベ（Trombe）壁は、窓と太陽に面する熱質量との間に挟まれた空気チャネルからなる受動的な太陽熱および換気システムである。 換気サイクル中、太陽光は熱質量に熱を蓄積し、空気チャネルを暖め、壁の上部と下部の通気口を通って循環します。 加熱サイクル中、トロンベ壁は蓄熱を放出する。

ソーラー屋根池は、1960年代にHarold Hayによって開発された独自の太陽熱および冷却システムです。 基本的なシステムは、可動絶縁カバーを備えた屋根に取り付けられた水袋から構成されています。 このシステムは、昼と夜との間の膀胱を覆い隠すことによって、内外の環境間の熱交換を制御することができる。 暖房が問題になるときは、日中に膀胱が露出し、日光が水袋を暖め、夕方の使用のために熱を蓄えるようにします。 冷却が問題となる場合、覆われた膀胱は、日中は建物の内部から熱を引き出し、夜は涼しく、冷たい雰囲気に熱を放射します。 カリフォルニア州アラスカデロにあるSkythermの家は、暖房と冷房にプロトタイプの屋根池を使用しています。

太陽熱集熱器を使用したソーラースペースヒーティングは、ソーラーコレクターとの暖房よりも米国とカナダで人気があります。これは、ほとんどの建物がすでに暖房と冷房の換気システムを備えているためです。 ソーラーパネルの2つの主なタイプは、ガラスで艶消しされています。

2007年に米国で生産された21,000,000平方フィート（200万m2）の太陽熱集熱器のうち、16,000,000平方フィート（1,500,000m 2）が低温品種でした。 低温コレクターは一般に、プールを加熱するために設置されるが、空間加熱にも使用することができる。 コレクターは、熱を目的地に移動させる媒体として空気または水を使用することができます。

低温太陽熱システムにおける蓄熱
Interseasonalストレージ。 太陽熱（または他の熱源からの熱）は、帯水層、地下地質層、大型の特別に造られたピット、および断熱された大規模なタンクで地球の反対側の季節に効果的に蓄えられます。

短期保存 熱質量物質は、日中に太陽エネルギーを蓄え、より低温の期間にこのエネルギーを放出する。 一般的な熱量物質には、石、コンクリート、および水が含まれる。 熱質量の割合と配置は、気候、昼光、遮光条件などのいくつかの要素を考慮する必要があります。 適切に組み込まれると、熱質量は受動的に快適な温度を維持しながらエネルギー消費を低減することができます。

ソーラー駆動冷却
世界中で2011年までに、ソーラー駆動のヒートポンプによる約750台の冷却システムがあり、年間市場成長率は過去7年間で40〜70％でした。 経済は年々厳しい状況にあり、年間の冷却時間が制限要因であるため、ニッチ市場です。 それぞれの年間冷却時間は、地中海では約1000、東南アジアでは2500、中部ヨーロッパではわずか50から200です。 しかし、システム構築コストは2007年から2011年にかけて約50％低下した。国際エネルギー機関（IEA）のソーラー暖房・冷却プログラム（IEA-SHC）タスクグループは、関連する技術のさらなる開発に取り組んでいる。

太陽熱駆動換気
ソーラーチムニー（または熱煙突）は、建物の内外をつなぐ中空の熱質量で構成された受動的な太陽熱換気システムです。 煙突が暖まるにつれて、内部の空気は加熱され、建物を通って空気を引き込む上昇気流を引き起こす。 これらのシステムは、ローマ時代から使用されており、中東でも一般的です。

プロセス熱
ソーラープロセス暖房システムは、非居住者用建物に多量の温水または暖房を提供するように設計されています。

蒸発池は揮発性固体を濃縮する浅い池である。 海水から塩を得るための蒸発池の使用は、太陽エネルギーの最も古い用途の1つです。 現代的な用途には、浸出鉱業で使用されるブライン溶液の濃縮および廃液からの溶解固体の除去が含まれる。 全体的に、蒸発池は、現在使用されている太陽エネルギーの最大の商業用途の1つを代表する。

素焼きされていない蒸散コレクターは、換気空気を予熱するために使用される、穴が開いた太陽に面する壁です。 また、放熱されたコレクターは、年間を通して使用するために屋根に取り付けることができ、入気温度を22°Cまで上昇させ、出口温度を45〜60°Cにすることができます。 蒸散コレクターの短期投資回収期間（3年から12年）は、グレージング収集システムの費用対効果の高い代替手段となります。 2015年には、全世界に50万m2のコレクタ面積を組み合わせた4000を超えるシステムが導入されました。 代表者には、コーヒー豆の乾燥に使用されるコスタリカの860 m2のコレクタと、マリゴールドの乾燥に使用されるインドのコインバトールの1300 m2のコレクタが含まれます。

カリフォルニアのモデストにある食品加工施設では、パラボリックトラフを使用して製造プロセスで使用される蒸気を生産しています。 5,000 m2のコレクター面積は年間15 TJを提供すると予想されている。

中温コレクター
これらのコレクターは、米国における居住用および商業用に必要な湯の約50％以上を生産するために使用することができます。 米国では、典型的なシステムは$ 4000- $ 6000の小売（材料の卸売$ 1400~2200）を要し、システムの30％が連邦税額控除の資格を得て+州の約半分に州立クレジットが追加されています。 南部の気候での簡単な開ループシステムのための労働は、設置に3-5時間、北部で4-6時間かかることがあります。 北側システムでは、コレクタを凍結から保護するために、より多くのコレクタ面積とより複雑な配管が必要です。 このインセンティブにより、典型的な世帯の返済時間は州によって4年から9年です。 欧州の一部地域にも同様の補助金が存在する。 最小限の訓練で1人の太陽熱発電所と2人のアシスタントの乗組員が1日あたりのシステムを設置できます。 サーモサイフォンの設置にはメンテナンスコストがほとんどかかりません（循環のために凍結防止と主電源が使用されている場合はコストが上昇します）。米国では家庭の運営費が1人あたり6ドル減ります。 太陽熱温水器は、家庭のCO2排出量を4トンから1トン/年（天然ガスを代替する場合）または3トン/年（電力を代替する場合）に削減することができます。 中温装置はいくつかの設計のいずれかを使用することができます。一般的な設計は、加圧グリコール、ドレンバック、バッチシステム、および光電池ポンピング水を含むポリマーパイプを使用する新しい低圧凍結耐性システムです。 中温コレクターの設計と運用の革新に対応するために、ヨーロッパおよび国際規格が見直されています。 操作上の革新には、「恒久的に濡れたコレクター」操作が含まれます。 この革新は、コレクターの寿命を縮めるような停滞と呼ばれる流れのない高温ストレスの発生を低減または排除する。

ソーラー乾燥
太陽熱エネルギーは、建設用の木材および燃焼用の木材チップなどの木質燃料を乾燥させるために有用であり得る。 ソーラーは、果物、穀物、魚などの食品にも使用されています。 ソーラー手段による作物の乾燥は、環境にやさしく、費用対効果も高く、品質を向上させます。 製品を作るのに必要な金額が少ないほど、売り手は少なくて済み、バイヤーと売り手の両方を満足させます。 ソーラー乾燥の技術には、黒い布をベースにした超低コストのポンプ式蒸散板エアーコレクターが含まれます。 太陽熱エネルギーは、空気を通過させて水分を除去しながら温度を上昇させることによって、木材チップおよび他の形態のバイオマスなどの製品を乾燥させるプロセスにおいて有用である。

料理
ソーラークッカーは、調理、乾燥、低温殺菌に太陽光を使用します。 ソーラークッキングは燃料コストを相殺し、燃料や薪の需要を減らし、煙の発生源を減らしたり除去したりして空気の質を向上させます。

ソーラークッカーの最も簡単なタイプは、1767年にHorace de Saussureによって最初に建てられたボックスクッカーです。基本的なボックスクッカーは、透明なふたを備えた断熱容器で構成されています。 これらの調理器は、部分的に曇った空で効果的に使用することができ、一般に50〜100℃の温度に達する。

ソーラークッカーを集中させることは、ソーラーエネルギーを調理容器に集中させるためにリフレクターを使用します。 最も一般的なリフレクタの形状は、平板、円板、放物線トラフタイプです。 これらのデザインはより早く高温（350℃まで）で調理しますが、直射日光が適切に機能することが必要です。

インドのオロヴィルにあるソーラーキッチンは、ソーラーボウルとして知られている独自の集中技術を使用しています。 従来の追跡反射器/固定受信器システムとは対照的に、太陽ボウルは、太陽が空を横切って移動する際の光の焦点を追跡する受信器を備えた固定球状反射器を使用する。 ソーラーボウルのレシーバーは150°Cの温度に達し、蒸気を発生させて毎日2,000回の食事を調理するのに役立ちます。

インドの他の多くのソーラーキッチンでは、Schefflerリフレクターと呼ばれる独自の集中技術が使用されています。 この技術は、1986年にWolfgang Schefflerによって最初に開発されました。Schefflerリフレクタは、1軸追跡を使用してSunの毎日のコースに従う放物線的な料理です。 これらのリフレクタは、湾曲を変化させて太陽光の入射角の季節変化に適応することができる柔軟な反射面を有する。 シェッフラー反射器は、調理の容易さを改善し、450〜650℃の温度に達することができる固定焦点を有するという利点を有する。 アラブロードの世界最大のシェフラー反射鏡システムであるブラフマクマリス（Brahma Kumaris）によって1999年に建設されたインドのラージャスターン州では、1日最大35,000食を調理することができます。 2008年初めには、Schefflerデザインの2000台以上の大型調理器が世界中に建設されました。

蒸留
清潔な水が一般的でない地域では、ソーラースチルを使って飲料水を作ることができます。 人々に浄水を提供するためには、これらの状況ではソーラー蒸留が必要です。 太陽エネルギーはまだ静止画の水を暖めます。 その後、水は蒸発し、カバーガラスの底に凝縮する。

高温コレクター
約95℃以下の温度で十分である場合、空間加熱に関しては、非濃縮型の平板集電器が一般的に使用される。 グレージングによる比較的高い熱損失のため、平板コレクターは、伝熱流体が停滞している場合でも200℃をはるかに超える温度に達しません。 そのような温度は、電気への効率的な変換のためには低すぎる。

熱機関の効率は、熱源の温度とともに増加する。 これを太陽熱エネルギープラントで達成するために、太陽放射は、より高い温度を得るためにミラーまたはレンズによって集中される – 集中太陽光発電（CSP）と呼ばれる技術。 高効率の実際的な効果は、発電所の環境影響を削減するだけでなく、発生した単位発電量あたりの発電所のコレクタサイズと総土地使用量を削減することです。

温度が上昇するにつれて、様々な形態の変換が実用的になる。 最高600℃までの蒸気タービン、標準技術は、最大41％の効率を持ちます。 600℃を超えると、ガスタービンがより効率的になります。 異なる材料および技術が必要とされるので、より高い温度が問題となる。 非常に高い温度の1つの提案は、50％以上の熱効率を達成するために多段タービンシステムを使用して、700℃〜800℃で動作する液体フッ化物塩を使用することです。 より高い動作温度により、プラントの熱排気に高温乾燥熱交換器を使用することが可能になり、プラントの水使用量が削減されます。これは、大規模なソーラープラントが実用的な砂漠では不可欠です。 また、液体の単位あたりより多くのワット時間が保存されるため、高温によって蓄熱効率が向上します。

商業用集中型太陽熱発電（CSP）プラントは、1980年代に最初に開発されました。 世界最大の太陽熱発電所は、現在、370MWのIvanpah太陽光発電施設（2014年に委託）と354MW SEGS CSP（カリフォルニア州モハーベ砂漠）に設置されています。 アラブ首長国連邦のアブダビ近郊に2013年に建設されたShamsソーラー発電所を除いて、他の100MW以上のCSP工場はいずれも米国またはスペインにある。

CSPの主な利点は、蓄熱を効率的に加えることができ、24時間までの電力の送出が可能になることです。 ピーク電気需要は、典型的には午後4時から8時の間に発生するので、多くのCSP発電所は3〜5時間の蓄熱を使用する。 現在の技術では、熱の貯蔵は電気の貯蔵よりずっと安価で効率的である。 このようにして、CSP工場は昼夜の電気を生産することができます。 CSPサイトが予測可能な太陽放射を有する場合、CSPプラントは信頼できる発電プラントになる。 バックアップ燃焼システムを設置することにより、信頼性をさらに向上させることができます。 バックアップシステムは、ほとんどのCSPプラントを使用することができ、バックアップシステムのコストを削減します。

CSP設備は、主発電機および高電圧変圧器だけでなく、フィールド電力ケーブル、接地ネットワーク、および流体の追跡およびポンプ輸送のための銅のような高導電率材料を利用する。

信頼性、未使用砂漠、無公害、燃料費なしで、CSPの大規模展開の障害は、必要な接続用高張力ラインのコスト、審美性、土地利用および同様の要因です。 世界の電力需要を満たすには、砂漠のわずかな割合しか必要ではありませんが、かなりの量のエネルギーを得るには、まだ大きな領域をミラーやレンズで覆わなければなりません。 コストを削減する重要な方法は、シンプルな設計の使用です。

ほとんどの電力に使用されている化石燃料の輸送と転換への探査と抽出に伴う土地利用の影響を考慮すると、実用規模の太陽光発電は、最も土地効率の良いエネルギー資源の1つと比較されます。

連邦政府は、ソーラー開発よりも約2,000倍の石油とガスのリースを捧げました。 2010年に土地管理局は、9,682メガワットの総発電能力を有する9つの大規模太陽プロジェクトを承認し、約4万エーカーに相当する。 対照的に、2010年に土地管理局は、5,200件以上のガスと石油のリースを処理し、1,308リースを発行し、合計3.2百万エーカーに上った。 現在、38.2百万エーカーの陸上公有地と、メキシコ湾の36.9百万エーカーの海洋探査が、石油・ガス開発、探鉱、生産のためにリースされています。

システム設計
日中は太陽の姿勢が違う。 低濃度システム（および低温）では、非イメージング光学系を使用すると、トラッキングを避けることができます（または1年に数箇所に制限されます）。 しかし、高濃度の場合、ミラーまたはレンズが動かないと、ミラーまたはレンズの焦点が変化する（しかし、これらの場合、非イメージング光学系は所与の濃度に対して最も広い受光角を提供する）。 したがって、太陽の位置に追従する追跡システムが必要であることは避けられないようです（太陽光発電の場合、太陽光追跡はオプションです）。 追跡システムはコストと複雑さを増加させます。 これを念頭において、さまざまなデザインを区別して、どのように光を集中させ、太陽の位置を追跡するかを区別できます。

放物線トラフの設計
放物線トラフの発電所は、リフレクタの焦点に配置されたトラフの長さを走る流体（レシーバ、アブソーバまたはコレクタとも呼ばれる）を含むガラス管に直接太陽放射を反射する曲がった鏡面のトラフを使用する。 トラフは、1つの軸に沿って放物線状であり、直交軸に直線状である。 受信機に垂直な太陽の毎日の位置の変化のために、トラフは東から西に傾いているので、直接放射は受信機に集中したままである。 しかしながら、トラフに平行な太陽光の角度の季節的な変化は、光がレシーバ上の他の場所に単に集中するので、ミラーの調整を必要としない。 従って、トラフ設計は第2の軸上のトラッキングを必要としない。 レシーバーは、ガラス真空チャンバー内に封入することができる。 真空は、対流熱損失を著しく減少させる。

流体（伝熱流体とも呼ばれる）は、受器を通過し、非常に熱くなります。 一般的な流体は合成油、溶融塩、加圧蒸気です。 熱を含む流体は熱機関に運ばれ、約3分の1の熱が電気に変換される。

本格的な放物線トラフシステムは、広い土地に平行に配置された多数のトラフから構成されています。 1985年以来、この原理を使用した太陽熱システムは、米国のカリフォルニア州で完全に稼動しています。 それは太陽エネルギー発電システム（SEGS）システムと呼ばれています。 他のCSPデザインはこのような長い経験がないため、放物線状のトラフデザインは最も徹底的に実績のあるCSP技術と言えるでしょう。

SEGSは、総容量354MWの9つのプラントの集合体であり、長年にわたり、熱および非熱の両方の世界最大のソーラー発電プラントです。 新しい工場は、64MWの容量を持つNevada Solar One工場です。 150MWのAndasol太陽光発電所はスペインにあり、各サイトは50MWの容量を有する。 しかし、これらのプラントは熱を蓄えて蒸気タービン発電機のサイズに対して太陽熱収集器のより大きなフィールドを必要とするので、熱を蓄え、同時に蒸気タービンに熱を送る必要があることに留意されたい。 蓄熱は、蒸気タービンのより良い利用を可能にする。 50MWのピーク容量で蒸気タービンAndasol 1の昼と夜間の運用では、元プラントの熱エネルギー貯蔵システムとより大きな太陽磁場のために、64MWのピーク容量でNevada Solar Oneよりも多くのエネルギーを生産します。 280MWソラナ発電所は、2013年にアリゾナ州でオンラインで稼働し、6時間の蓄電を行いました。 アルジェリアのHassi R’Mel統合ソーラーコンバインドサイクル発電所とマーティン次世代ソーラーエネルギーセンターでは、天然ガスとの複合サイクルで放物線状の谷を使用しています。

同封のトラフ
囲まれたトラフのアーキテクチャは、温室のような温室内の太陽熱システムをカプセル化します。 ガラス工場は、太陽熱システムの信頼性と効率に悪影響を与える要素に耐える保護された環境を作り出します。

軽量の湾曲した太陽反射鏡は、ガラスハウス構造内に懸架されている。 単軸追跡システムは、ミラーを太陽の追跡に配置し、その光をガラス製の構造物から吊り下げられた固定式鋼管のネットワークに集束させる。 入口からパイプの全長に渡って、熱交換器または中間作動流体を使用せずに水が流れるので、油田品質の水を使用して蒸気が直接生成されます。

生産された蒸気は、現場の既存の蒸気分配ネットワークに直接供給され、そこでは蒸気が連続的に油溜めに注入される。 ミラーから風を取り除くことで、より高い温度を達成し、湿気にさらされた結果として塵が蓄積するのを防ぎます。 Enclosed Troughデザインを作成したGlassPoint Solar社は、その技術が、他の従来の太陽熱技術の10〜12ドルと比較して、日の出の地域で英国の100万ユニット当たり約5ドルの熱をEORに発生させることができると述べています。

GlassPointの閉鎖トラフシステムはオマーンのMiraah工場で利用されており、カリフォルニア州ベーカーズフィールド近郊のSouth Belridge Oil Fieldに密閉式トラフ技術を導入するための新しいプロジェクトが最近発表されました。

パワータワー設計
パワータワー（「セントラルタワー」発電所または「ヘリオスタット」発電所としても知られる）は、およそ2平方マイルにおよぶ数千のトラッキングミラー（ヘリオスタットと呼ばれます）で太陽の熱エネルギーを捕捉し集中します。 ヘリオスタット欄の中心に塔があります。 ヘリオスタットは、塔の上に座っている受信機に集中した太陽光を当てます。 レシーバー内では、濃縮された太陽光が溶融塩を1,000°F（538°C）以上に加熱します。 加熱された溶融塩は、熱貯蔵タンクに流入し、蓄熱タンクに貯蔵され、98％の熱効率を維持し、最終的に蒸気発生器に圧送される。 蒸気は標準的なタービンを駆動して電気を発生させます。 「ランキンサイクル」としても知られているこのプロセスは、標準的な石炭火力発電所に似ていますが、それは清潔で自由な太陽エネルギーによって促進されます。

放物線トラフ設計よりもこの設計の利点は、より高い温度である。 より高い温度での熱エネルギーは、より効率的に電気に変換することができ、後で使用するために、より安価に貯蔵することができる。 さらに、地面を平らにする必要が少なくなります。 原則として、丘の側面にパワータワーを建設することができます。 ミラーはフラットにでき、配管はタワーに集中しています。 欠点は、各ミラーが独自の2軸制御を持たなければならないことです。パラボリックトラフ設計では、大きなアレイのミラーに対して1軸トラッキングを共有することができます。

パワータワーとパラボリックトラフコンセントレータのコスト/性能比較はNRELによって行われ、2020年までに発電所から5.47¢/ kWh、パラボリックトラフから6.21¢/ kWhの電力を生産できると推定されています。 パワータワーの容量係数は、パラボリックトラフの72.9％と56.2％と推定されています。 安価で耐久性があり、量産可能なヘリオスタット発電所コンポーネントの開発により、このコストが下がる可能性があるという若干の希望があります。

最初の商業用タワー発電所はスペインのPS10で、2007年に完成した11MWの容量を有しています。その後数多くの発電所が提案されており、いくつかの国がスペイン、ドイツ、米国、トルコ、中国インド）が、太陽光発電の価格が急落したため、いくつかの提案されたプラントが廃止された。 太陽熱発電塔は2014年に南アフリカでオンラインになる予定です。カリフォルニアのIvanpah Solar Power Facilityは、3塔から392MWの電力を発電し、2013年後半にオンラインになったときに最大の太陽発電塔工場になりました。

料理のデザイン
CSPスターリングは、すべてのソーラー技術（太陽光発電の約15％と比較して約30％）の最高効率を有することが知られており、大規模生産におけるすべての再生可能エネルギー源の中で最も安価なエネルギーを生産することができると予測されている。半砂漠などがあります。料理スターリングシステムは、大きく反射的な放物面皿（衛星テレビディッシュと同様の形状）を使用します。 それは、レシーバーが熱を取り込んでそれを有用な形に変換する、料理の上の一点にディッシュを当てるすべての日光を集中させます。 典型的には、皿は、ディッシュスターリングシステムのスターリングエンジンと結合されるが、場合によっては蒸気エンジンも使用される。 これらは、発電機を使用して電気に変換することができる回転運動エネルギーを生成する。

2005年南カリフォルニアエジソンは、スターリングエネルギーシステムから20年間にわたり、500メガワットの電力を発電するのに十分な量（20,000台）の太陽光発電スターリングエンジンを購入する契約を発表しました。 2010年1月、スターリング・エナジー・システムズとテセラ・ソーラーは、アリゾナ州ピオリアにあるスターリング技術を使用して、1.5メガワットの発電所（「Maricopa Solar」）を初めて実証しました。 2011年初頭、スターリング・エナジーの開発拠点であるTessera Solarは、AES SolarとK.Roadにそれぞれ709MW Imperialプロジェクトと850MW Calicoプロジェクトを売却しました。 2012年、マリコパ工場はUnited Sun Systemsによって買収され、解体されました。 ユナイテッド・サンシステムズは、V型スターリングエンジンと33kWのピーク生産をベースにした新世代システムを発表しました。 新しいCSPスターリング技術は、LCOEを実効規模で0.02ドルに引き下げます。

その開発者によれば、2015年にスウェーデンの会社Rispasso Energyは、南アフリカのカラハリ砂漠でテストされているDish Sterlingシステムが34％の効率を示しました。

フレネル技術
リニアフレネル反射器発電プラントは、一連の長い細長い浅い曲率（または平坦な）ミラーを使用して、ミラーの上に位置する1つまたは複数の線形受信器に光を集束させる。 受信機の上に、小さな放物面鏡を取り付けて、光をさらに集束させることができる。 これらのシステムは、（トラフとディッシュのコンセプトと比較して）いくつかのミラー間で受信機を共有することにより全体のコストを下げることを目指しています。 これは、トラフのデザインと似ています（また、中央のタワーやデュアル軸のディッシュとは異なります）。 レシーバーは固定されているので、液体カップリングは必要ありません（トラフや皿のように）。 ミラーは受信機をサポートする必要もないので、構造的に簡単です。 適切な照準戦略が使用される場合（異なる時刻に異なる受信機を目標とするミラー）、これにより、利用可能な土地にミラーをより高密度にパッキングすることができる。

競合する単一軸追跡技術には、比較的新しいリニアフレネル反射器（LFR）およびコンパクトLFR（CLFR）技術が含まれます。 LFRは、吸収器がミラーフィールドの上方の空間に固定されている点で、放物形トラフとは異なる。 また、リフレクタは、リフレクタの回転軸に平行に走るエレベータ式の長いタワーレシーバに集中的に焦点を当てる多くの低列セグメントで構成されています。

フレネルレンズコンセントレータのプロトタイプは、国際自動化システムによる熱エネルギーの収集のために製造されている。 フレネルレンズを使用したフルスケールの熱システムは動作していませんが、フレネルレンズを光電池とともに使用する製品は既に入手可能です。

MicroCSP
MicroCSPは、工業用、農業用および製造用の「プロセスヒート」アプリケーション、およびリゾートプール、ウォーターパーク、大型ランドリーなどの大量の温水が必要な場合に、地域規模の発電所（1 MW〜50 MW）設備、滅菌、蒸留および他のそのような用途が含まれる。

閉じ込められたパラボリックトラフ
封入された放物線トラフの太陽熱システムは、既製の温室型温室内の構成要素をカプセル化する。 ガラスハウスは、システムの信頼性と効率に悪影響を与える要素から構成要素を保護します。 この保護には、最適化された水効率の高い既製の自動洗浄システムによる夜間のガラス屋根の洗浄が含まれます。 軽量の湾曲した太陽反射鏡は、ガラス屋根の天井からワイヤーで吊り下げられています。 単軸追跡システムは、最適な太陽光量を取得するためにミラーを位置決めします。 ミラーは太陽光を集め、ガラス製の構造物から吊り下げられた固定式鋼管のネットワークに焦点を合わせます。 激しい日射が加わると水がパイプを通してポンプで汲み出され、蒸気が発生します。 蒸気はプロセス熱で利用可能です。 ミラーを風から保護することで、より高い温度を達成し、湿度にさらされた結果、ミラー上に埃が蓄積するのを防ぎます。