1981年，法國、聯邦德國和意大利，聯合在意大利的西西裏島上建造了世界上第一座並網運行的塔式太陽能熱電站，其發電能力為1000千瓦，所用鍋爐的熱功率為4800千瓦。電站采用182麵聚光鏡，鏡場總麵積達6000多平方米。每麵聚光鏡都由兩台電機帶動，可繞垂直軸旋轉，從而鏡麵能夠跟蹤太陽而轉動。電動機分別由各麵聚光鏡所帶的微處理機進行控製，而每台微處理機都直接同中央控製係統相連。鍋爐內的蒸汽溫度可達512℃，蓄熱器內采用熔鹽儲熱材料，溫度可達430℃，能夠儲蓄熱能60千瓦?h。一旦天空中雲彩遮擋了陽光，那麼每個蓄熱器所儲蓄的熱能足以使熱電站維持30分鍾的正常運行。
1982年，美國在加利福尼亞州南部建成一座大型塔式太陽能熱電站，占地40公頃，地麵有1818麵聚光鏡，總麵積約有7.1萬平方米。聚光鏡將收集到的陽光反射到80米高的塔頂鍋爐上，產生516℃高溫油，再用高溫油來使水汽化，然後利用蒸汽推動汽輪發電機來發電。整個電站隻需4個人管理，裝機容量達到10000千瓦，發出的電可供5000戶城鎮家庭使用。
前蘇聯在中亞地區的烏茲別克建造了世界上最大的太陽熱發電站，發電能力可達30萬千瓦。中亞地區日照時間長，每年可達3000多小時，建造大型太陽能熱電站的條件非常優越。這座電站修建在亞速海邊，裝設幾排跟隨太陽轉動的巨大反光鏡，將陽光聚集起來，反射到200米高的塔頂鍋爐上，將水加熱成200~300℃的蒸汽來推動汽輪發電機工作。同時它還可將部分蒸汽送到蓄熱器中，以備電站在夜間或陰天發電時使用。
不僅美國、意大利、法國等發達國家發展太陽能熱電站，一些發展中國家也在建造自己的太陽能熱電站。如1990年，印度在哈裏亞那的古爾岡太陽能中心，建成了一座56千瓦的太陽能熱電站，並為其舉行了盛大的落成典禮。
當然，塔式太陽能熱電站也有其不足之處(其他類型的太陽熱發電站也有此缺陷):一是需要占用很大的地方來設置反光鏡。據計算，一座10萬千瓦的太陽能熱電站，需占地950×950平方米。二是電站的發電能力受到天氣、晝夜、季節等因素的影響，使其發電量具有明顯的不穩定性和間斷性。雖然蓄熱器是高溫的塔式太陽能熱電站必須安裝的設備，但仍不能從根本上解決問題。
(2)低溫太陽熱發電
低溫太陽熱發電，通常利用平板集熱器集熱或利用平板-圓柱拋物麵集熱器混合集熱，獲取100℃左右的低溫，然後通過低溫介質(氟利昂、異丁烷等)產生低沸點蒸汽並利用這種蒸汽推動汽輪發電機組發電。另外利用太陽池蓄熱發電，也屬於低溫太陽熱發電。
所謂太陽池，就是一種收集太陽能和儲存太陽能並作為熱源用的鹽水池。這種太陽能收集方法與太陽能熱水器的原理頗為相似，隻不過太陽池不需要另設蓄熱器，它本身即可充當，即太陽池通常是利用水中鹽濃度呈穩定狀態而吸收太陽的輻射熱，並隔絕熱在底層水中的對流損失。
普通水池受到太陽輻射後，雖然也會升溫，但也容易降溫，而且水溫均勻，這是由於池水的對流和表麵的熱損失造成的。太陽池則不同，它池底深黑，並在池水中加入氯化鎂等鹽溶液，或利用天然鹹水，增加了吸收太陽熱能的能力。由於鹽水溶液具有一定的濃度梯度，一般池表層為清水，水越深鹽度越濃，底層甚至為飽和狀態。形象地說，每一層不同濃度的水就像一層玻璃，最上層的清水就是全透明的玻璃，太陽光可以逐層透過。但當光輻射轉變為熱之後，除了池底的有限散熱外，向水池表麵散熱就很困難了。因為穩定的鹽溶液不能發生對流，隔絕了熱能向外傳遞的通道;而且水本身的導熱性差，於是太陽能不斷輻射，底層水不斷儲熱，池底的水溫就越積越高。人們將太陽池底部的熱取出，即可用於發電和其他應用，而且這種熱源是比較穩定的。