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關於太陽能熱發電來說，接受太陽能的是熱量接收器。調集後的太陽光直接照射到集熱器的表面(即每根換熱管的表面)，換熱管內作業介質高速流過，吸收了太陽輻射的能量，抵達較高的溫度和壓力，然後推動熱機作業。這方面我們可以選取熱量吸收功用較好、利於熱循環的工質，比方槽式熱發電運用的是導熱油，塔式太陽能熱發電運用的是高溫熔融鹽；碟式太陽能熱發電運用的是氫或氦。
現在我們談論太陽能熱發電時，常常會提及斯特林熱機（stirling engine），它對蒸汽要求沒有常規汽輪機那麼高，更適合散佈式的太陽能熱發電。在凡爾納的科幻小說《海底兩萬裡》裡，那艘出名的潛艇諾第留斯號就是用斯特林機作為發動機。
關於太陽能熱發電而言，太陽光的強烈程度亦直接關係到集熱器的溫度，集熱器的溫度越高，發作的蒸汽工質飽和度越高，更多的蒸汽可以參加推動渦輪機做功，功率天然也得到了前進。
在太陽能熱發電中，光熱轉化功率最高的是碟式太陽能熱發電。由於這種碟片式散佈的反射鏡聚光比可以抵達3000以上，一方面使得接收器的吸熱面積可以很小，然後完結較小的能量丟失（接收器吸收的熱量丟失程度較低），光熱改換比最高可達80%左右；另一方面這樣高的聚光比可使接收器的接收溫度達800 ℃以上，發作的蒸汽推動高功率的斯特林熱機，完結由等容加熱- 等溫脹大- 等容冷卻- 等溫緊縮 4 個進程組成的熱力循環，這個循環很接近於卡諾循環模型。根據熱力學第二定律，在相同的高、低溫熱源溫度T1與T2之間作業的悉數循環中,以卡諾循環的熱功率為最高。志向狀態下，斯特林熱機的熱力運用功率幾乎等於理論最大功率。
如此算來，太陽能熱發電的光能→機械能最高轉化功率可以抵達40%*80%=32%。熱機再推動發電機作業，畢竟總的光電轉化功率可以抵達30%左右。
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