نیروگاه های حرارتی خورشیدی نیروگاه های تولید برق هستند که از انرژی خورشید برای گرم کردن مایعات تا دمای بالا استفاده می کنند. این مایع سپس گرمای خود را به آب منتقل می کند ، که در نتیجه بخار بیش از حد گرم می شود. سپس از این بخار برای تبدیل توربین ها در نیروگاه استفاده می شود و این انرژی مکانیکی توسط یک ژنراتور به برق تبدیل می شود. این نوع تولید در اصل همان تولید برق است که از سوخت های فسیلی استفاده می کند اما در عوض به جای احتراق سوخت های فسیلی بخار را با استفاده از نور خورشید گرم می کند. این سیستم ها از جمع کننده های خورشیدی استفاده می کنند تا اشعه خورشید را در یک نقطه متمرکز کنند تا به دمای مناسب بالا برسند.

نیروگاهی از انرژی حرارت خورشید شامل موارد متعدد ‌باشد : آبگرمکن و حمام خورشیدی – سرمایش و گرمایش خورشیدی – آب شیرین کن خورشیدی – خشک کن خورشیدی – اجاق خورشیدی  کوره‌های خورشیدی و خانه‌ خورشیدی.

            1-آبگرمکن‌ خورشیدی و حمام خورشیدی :

تولید آب گرم مصرف ساختمان اقتصادی‌ترین روش مصرف از انرژی خورشید و می‌توان از انرژی حرارتی خورشید برای تهیه آب گرم بهداشتی در اماکن عمومی به خصوص در مکان که مشکل سوخت رسان وجود دارد مصرف کرد.اگر ظرفیت این سیستم افزایش یابد می‌توان از آن در حمام خورشیدی نیزمصرف کرد. تاحال با توجه به موقعیت جغرافیایی ایران تعداد زیاد آب گرمکن خورشیدی و چندین دستگاه حمام خورشیدی در نقاط مختلف کشور از جمله استان‌ خراسان – سیستان و بلوچستان و یزد نصب و راه اندازی شده ‌است.

            2-گرمایش و سرمایش ساختمان و تهویه مطبوع خورشید :

اولین خانه خورشیدی در سال ۱۹۳۹ساخته شد که در آن از مخزن گرمای فصل برای به کارگرفتن گرمای آن در طول سال مصرف شده است. گرمایش و سرمایش ساختمان با   مصرف از انرژی خورشید، ایده تازه‌ بود که در سال ۱۹۳۰ مطرح شد و در کمتر از یک دهه به پیشرفتهای قابل توجهی رسید. با افزودن سیستم معروف به سیستم تبرید جذبی به سیستم‌ خورشیدی می‌توان  به علاوه آب گرم مصرف و گرمای از این سیستم‌ در فصل گرما برای سرمایش ساختمان نیزمصرف کرد.

            3-آب شیرین کن خورشید :

حرارت دریافت شده از خورشید با درجه حرارت کم روی آب شور اثر کند فقط آب تبخیر شده و املاح باقی ‌ماند. سپس با مصرف روش مختلف می‌توان آب تبخیر شده را تنظیم کرده و به این شکل آب شیرین تهیه کرد. با این روش می‌توان آب بهداشت مورد نیاز در نقاط که دسترس به آب شیرین ندارد مثل جزیره را تأمین کرد.

آب شیرین خورشیدی در دو اندازه خانگی و صنعتی ساخته می‌شود. در نوع صنعتی با حجم بالا می‌توان برای مصرف شهر آب شیرین تولید کرد.

            4-خشک کن خورشید :

خشک کردن مواد غذایی برای نگه داری از زمان زیاد قدیم رسم بوده و انسان‌ اولین خشک کردن را یک هنر می‌دانست.

خشک کردن عبارت از گرفتن قسمتی از آب موجود در مواد غذایی و بقیه محصول که باعث افزایش عمر انباری محصول و جلوگیری از رشد باکتری ‌باشد. در خشک کن‌ خورشید به طور مستقیم و یا غیر مستقیم از انرژی خورشیدی برای خشک نمودن مواد مصرف ‌شود و هوا هم به شکل طبیعی یا اجبار جریان یافته و موجب تسریع عمل خشک شدن محصول ‌گردد. خشک کن‌ خورشید در اندازه‌ و طرح مختلف و برای محصولات و مصارف گوناگون طراحی و ساخته ‌شود.

            5-اجاق خورشید :

دستگاه خوراک پز خورشیدی اولین بار به دست نیکلاس ساخته شد. اجاق او شامل یک جعبه عایق بندی شده با صفحه سیاه رنگی بود که قطعات شیشه‌ درپوش آن را تشکیل می‌داد اشعه خورشید با عبور ازبین این شیشه‌ ها وارد جعبه شده و به دست سطح سیاه جذب می‌شد وحرارت داخل جعبه را به 80 درجه افزایش ‌داد. اصل کار اجاق خورشیدی جمع آوری پرتو مستقیم خورشید در یک نقطه کانون و افزایش دما در آن نقطه باشد. امروزه طرح متنوع از این سیستم‌ وجود دارد که این طرح در مکان مختلف مثل آفریقا و جنوب آزمایش شده و به نتیجه خوب هم رسیده‌ و مصرف این اجاق به ویژه در مناطق شرق کشورما که با مشکل کمبود سوخت مواجه باشد زیاد مفید است.

            6-کوره خورشید :

در قرن 18 نوتورا اولین کوره خورشیدی را در فرانسه ساخت و به دست آن یک تل چوب را در فاصله ۶۰ متر آتش زد.بسمر پدر فولاد دنیا نیز حرارت مورد نیاز کوره خود را از انرژی خورشید تأمین ‌کرد یک کوره خورشید متشکل از دو آینه تخت و کروی باشد. نور خورشید به آینه تخت رسیده و دست این آینه به آینه کروی تابیده می‌شود. بر طبق قانون اپتیک هروقت دست پرتو موازی محور آینه با آن برخورد نماید در محل کانون متمرکز می‌شود به این شکل انرژی حرارت گسترده خورشید در یک نقطه جمع می‌شود که این نقطه به دما بالا ‌رسد. پروژه‌ متعدد در زمینه کوره‌ خورشید در سرتا سر جهان در حال طراح و اجراء می‌باشد.

            7-خانه‌ خورشید :

ایرانی باستان از انرژی خورشیدی برای کم کردن مصرف چوب در گرم کردن خانه‌ خود در زمستان مصرف ‌کرد. آنان ساختمان را به ترتیب بنا کرد که در زمستان نور خورشید به داخل اتاق نشیمن ‌تابد و در روز گرم تابستان فضا اتاق در سایه قرار داشت. در سایرفرهنگ‌ دنیا هم می‌توان از این شکل طرح را مشاهده کرد. در سال بین دو جنگ در اروپا و ایالات متحده طرح فراوان در زمینه خانه‌ خورشید طرح و آزمایش شد. از آن زمان تحول خاص در این زمینه صورت نگرفت و معماران به طور جد ساخت خانه‌ خورشید را آغاز کرده‌ و به دنبال تحول و پیشرفت  تکنولوژی  و در ایالات متحده در سال ۱۸۹۰   در حدود ۱۰ تا ۲۰ هزار خانه خورشید ساخته و در این شکل خانه‌ تلاش ‌شود از انرژی خورشید برای روشنای  تهیه آب گرم بهداشت و سرمای و گرمای ساختمان مصرف شود و با به کار بردن مصالح ساختمان مفید از تلف گرما و انرژی جلوگیری شود.

در کشور ما ساخت اولین ساختمان خورشیدی واقع در ضلع شمال دانشگاه علم و صنعت و برای پژوهش در خصوص بهینه ساز مصرف انرژی وممکن بررسی راه مصرف از انواع انرژی تجدیدپذیر به ویژه انرژی خورشید اجرا گردد.