Eine Solaranlage nutzt die Kraft der Sonne zur Stromerzeugung. Die Sonne sendet Sonnenstrahlung aus, und bestimmte Geräte wie Sonnenkollektoren sind darauf ausgelegt, auf diese Strahlung zu reagieren und sie in Strom umzuwandeln. Die meisten Solarkraftwerke nutzen die Wärmekraft der Sonne, um Reservoirs von Fluid- und Antriebsturbinen zu erwärmen. Parabolrinnen, Solarschalen und Solartürme sind die drei häufigsten Arten von solarthermischen Kraftwerken, die zur Massenproduktion von Strom in Solarkraftwerken verwendet werden.
Viele Solarenergieanlagen nutzen Sonnenstrahlung, um Flüssigkeiten auf hohe Temperaturen zu erhitzen und Dampf zu erzeugen. In einer Turbine wird die kinetische – oder sich bewegende – Energie des Dampfes in mechanische Energie umgewandelt, wodurch die Turbine rotiert und Strom erzeugt. Die von einer rotierenden Turbine erzeugte Energie kann genutzt und in einem Generator gespeichert werden. Während bei der Verbrennung fossiler Brennstoffe auch der Dampf erzeugt wird, der zum Drehen von Turbinen erforderlich ist, ist die Nutzung der Sonnenstrahlung ein viel saubererer und energieeffizienterer Ansatz zur Stromerzeugung.
1980 wurde in der kalifornischen Mojave-Wüste eine große Parabolrinnen-Solaranlage eröffnet. Diese Anlage produziert einen erheblichen Teil der Energie der Region aus erneuerbaren Ressourcen. Parabolrinnensysteme verfügen über Reflektoren, die Sonnenstrahlen auf Empfängerrohre bündeln. Das Fluid wird beim Durchströmen von Receivern erhitzt und erzeugt Dampf, der in ein Turbinen- und Generatorsystem eingespeist wird. Bestimmte Parabolrinnensysteme, wie das System in der Mojave-Wüste, sind mit Verbrennungssystemen für fossile Brennstoffe verbunden, die bewölkte Tage und andere Perioden mit geringer Sonnenenergie ausgleichen sollen.
Solarschüsselsysteme verwenden Sonnenkollektoren, die der Sonne nachgeführt werden und sich bewegen, um zu jeder Zeit die größte Menge an Sonnenenergie zu absorbieren. Diese Systeme konzentrieren die Sonnenenergie im Brennpunkt der Schüsselkomponente und erhitzen Flüssigkeiten. Eine Solaranlage, die Solarschalen verwendet, komprimiert und erhitzt Flüssigkeit, um Turbinen zu drehen und Strom zu erzeugen. Während Parabolrinnen Flüssigkeiten auf Temperaturen von durchschnittlich 750 Grad Celsius erhitzen können, bieten Solargerichte Arbeitstemperaturen, die 398.9 Grad Celsius übersteigen können.
Heliostate sind im Wesentlichen flache Spiegel, die der Sonne nachgeführt werden. Ein Solarturm kann in ein Solarenergieanlagensystem mit Hunderten oder sogar Tausenden von Heliostaten eingebunden werden. Diese Heliostaten sind so angeordnet, dass die Sonnenstrahlen auf einen Turm gelenkt werden, der eine wärmesammelnde Flüssigkeit enthält. Der Betrieb großer Solarkraftwerke ist sehr effizient und kann eine wirtschaftliche Stromquelle für die Zukunft darstellen.