Niektóre elektrownie słoneczne składają się z słonecznej wieży termicznej i heliostatów. Wieża otrzymuje światło słoneczne skoncentrowane przez heliostaty. Skoncentrowana technologia słoneczno-termiczna jest postrzegana jako realne rozwiązanie w zakresie energii odnawialnej, umożliwiające produkcję energii wolną od zanieczyszczeń, z dostępną technologią.
Pierwsze modele wykorzystywały skoncentrowane promienie do podgrzewania wody i wykorzystywały wytwarzaną parę do napędzania turbiny . Przetestowano nowe modele wykorzystujące ciekły sód , a systemy wykorzystujące stopione sole (40% azotanu potasu i 60% azotanu sodu) jako płynów są obecnie w użyciu. Płyny te mają dużą pojemność cieplną , którą można wykorzystać do magazynowania energii przed użyciem jej do zagotowania wody do napędzania turbin. Te projekty pozwalają na generowanie energii, gdy słońce nie świeci.
Dwie prototypowe elektrownie słoneczne z heliostatami, Solar One i Solar Two , o mocy nominalnej 10 MW każda, zlokalizowane na pustyni Mojave zostały zlikwidowane. Wieża solarna Solar Tres o mocy nominalnej 15 MW w Hiszpanii oparta jest na tych projektach. W Hiszpanii w 2010 r. Ukończono budowę termicznych wież słonecznych PS10 (11 MW) i PS20 (20 MW). W Afryce Południowej firma Eskom przeprowadziła studium wykonalności elektrowni słonecznej o mocy 100 MW z 4000 do 5000 heliostatów o powierzchni bloku. 140 m 2 . Jedno miejsce w pobliżu Upington zostało wykorzystane jako miejsce odniesienia do oceny innych potencjalnych miejsc.
Firma eSolar odsłoniła wieżę słoneczną Sierra SunTower latem 2009 r., elektrownię o mocy 5 MW zlokalizowaną w Lancaster w Kalifornii, około 80 km na północ od Los Angeles. Teren projektu zajmuje około 8 hektarów w suchej dolinie na zachód od pustyni Mojave na 35 ° szerokości geograficznej północnej. Sierra SunTower jest połączona z siecią południowej Kalifornii Edison (SCE) i była jedyną słoneczną elektrownią cieplną z heliostatami w Ameryce Północnej po wyłączeniu „Solar Two”.
BrightSource Energy zawarło szereg umów sprzedaży energii (do 900 MW) z północnoamerykańską firmą Pacific Gas and Electric Company wMarzec 2008. Jest to największe zobowiązanie do zakupu energii słonecznej, jakie kiedykolwiek podjęło przedsiębiorstwo użyteczności publicznej. BrightSource opracowuje obecnie szereg elektrowni słonecznych w południowej Kalifornii, budując pierwszą elektrownię, „ Ivanpah Solar Plant ”, która rozpoczęła produkcję pod koniec 2013 r. I jest najpotężniejszą elektrownią słoneczną na początku 2014 r. Na świecie. (377 MWe netto).
W czerwiec 2008, BrightSource Energy otworzył centrum rozwoju energii słonecznej na izraelskiej pustyni Negew. Teren, położony w parku przemysłowym Rotem, ma ponad 1600 heliostatów, które podążają za słońcem i odbijają światło na wieżę słoneczną o wysokości 60 metrów. Skoncentrowana energia jest następnie wykorzystywana do ogrzania kotła znajdującego się na szczycie wieży do temperatury 550 ° C , wytwarzając parę, która jest kierowana do turbiny, w której wytwarzana jest energia elektryczna.
Abengoa zbudowała Khi Solar One w Południowej Afryce , elektrownię wieżową o wysokości 205 mi 50 MW, której otwarcie nastąpiło27 sierpnia 2013.
W Marzec 2013Abengoa podpisała umowę z BrightSource Energy na budowę elektrowni Palen w Kalifornii, składającej się z dwóch 230-metrowych wież (250 MW każda), której uruchomienie zaplanowano na 2016 rok.
Narodowe Laboratorium Energii Odnawialnej szacuje, że do 2020 roku energia elektryczna może być wytwarzany z wież słonecznych do 5.47 centów za kWh. Firmy takie jak eSolar (wspierane przez Google.org ) nadal rozwijają tanie, łatwe w utrzymaniu, masowo produkowane heliostaty, aby w najbliższej przyszłości obniżyć koszty. Konstrukcja eSolar wykorzystuje dużą liczbę małych luster (1,14 m 2 ), co zmniejsza koszty inżynierii lądowej i instalacji.
Udoskonalenia w zakresie płynów przenoszących ciepło, takie jak przejście z obecnego systemu dwuzbiornikowego (gorący / zimny) na jednozbiornikowy system termoklinowy z obciążeniem termicznym kwarcytu i płaszczem tlenowym, poprawią wydajność materiału i dodatkowo zmniejszą koszty.
Zazwyczaj obiekty zajmują od 150 do 320 hektarów.
W ostatnim czasie odrodziło się zainteresowanie technologią elektrowni heliostatycznych , o czym świadczy fakt, że w planowanie, projektowanie i budowę elektrowni wielkoskalowych zaangażowanych jest wiele firm. To ważny krok w kierunku ostatecznego celu, jakim jest rozwój roślin opłacalnych z handlowego punktu widzenia. Przykładów badań innowacyjnych rozwiązań w zakresie energii słonecznej jest wiele.
Wieża solarna w kopalni odkrywkowej łączy koncepcję wieży solarnej i nieużywanej kopalni odkrywkowej. Wielkość tradycyjnych wież solarnych jest ograniczona wysokością wieży; pobliskie heliostaty znajdują się w linii wzroku (w kierunku odbiornika) bardziej odległych heliostatów. Zastosowanie kopalni „schodkowej” pozwala przezwyciężyć to ograniczenie.
Ponieważ wieże słoneczne powszechnie wykorzystują parę wodną do napędzania turbin, a wody na obszarach o wysokim nasłonecznieniu zwykle brakuje, kolejną zaletą otwartych dołów jest to, że „mają tendencję do gromadzenia wody, ponieważ zostały wykopane poniżej lustra wody. Ten typ wieży solarnej na dnie szybu kopalni wykorzystywałby parę niskotemperaturową w układzie kogeneracyjnym. Trzecią zaletą jest rekultywacja odkrywki przy jednoczesnym ponownym wykorzystaniu infrastruktury górniczej, takiej jak drogi, budynki i instalacje elektryczne.