太阳能的发电有热力发电和光电两条途径。目前太阳热发电正在兴起，尽管还没有一种太阳热发电方式达到商业化水平。但是，廉价的反射材料，改进后的传热介质，高效的太阳能集热器（如抛物面盘式和槽式太阳能集热器）和电子跟踪装置可能在今后的几年里大大提高太阳热发电效率并降低其成本。

20世纪80年代初，在美国加州成立了鲁兹国际公司，开展对太阳热发电的研究。目前在阳光充足的时候已能将23%的太阳热转换为电能。该公司的太阳热发电系统的效率刚开始时为14.5%，无阳光时则用天然气作为替代能源发电。该系统建在莫哈维沙漠中，占地近750公顷，发电成本为9美分/千瓦时，可为近17万个家庭供电。虽然该公司于1991年破产，但它的比利时收购者宣称要在巴西、摩洛哥、印度、以色列兴建数座200兆瓦的太阳热发电站。

虽然太阳热发电的经济性尚不能为人们所接受，但其已初步具备了与火电竞争的能力。悉尼大学设计改进的槽式太阳热发电系统，效率可达20%，最高可达25%—30%，可将热能储存在岩床中，连续8小时无阳光亦可继续发电，据称电价可降至6美分/千瓦时。而抛物面盘式集热器目前也正处在大力研究之中，每个盘均可采用双轴跟踪系统单独跟踪太阳。美国专家认为这种系统的发电成本在下个世纪初可达到5.4美分/千瓦时。澳大利亚1994年在其北部建造了一座2兆瓦盘式太阳热试验电站，由25个抛物面盘组成。这种盘式系统用于斯特林发动机，效率可高达29%，特别适用于边远地区。

但是，能量多次转换的热力发电形式可能最终还要让位于光电方式。以太阳能电池为吸能形式的光伏电站发展迅速。与太阳热能电站相比，光伏电站的优点是在阴天，仍可以靠太阳能电池接收散射光发电。但夜间也不能发电，这时就需要用其他能源或通过储能方式向负载供电。光伏电站几乎可以按任何规模建在任何地方，要求的机械维护和管理很少。近期，光伏发电影响最大的地区是第三世界的农村，向2亿多居民供电。

光伏发电系统由太阳电池阵列、蓄能装置、直流-交流逆变器、控制装置与连接装置等构成，一般分为独立运行与并网运行两大类。独立运行是指与电力系统不相联的系统。作为移动式便携电源，以及给边远无电地区供电，其规模一般都在几十千瓦以下，目前已得到普遍的应用。并网运行系统的实质与其他类型的发电站一样，是为整个电力系统提供电能。(www.daowen.com)

美国的西门子太阳能公司在80年代建造了6.5兆瓦的Carri20集中式光伏电站，其投资达10~20美元/Wρ。由于要赔钱运行，电能成本达0.5美元/kwh，不得不关闭。基于这个教训，一般认为现阶段建造大系统是不经济的，而应发展250、500至1000千瓦的联网系统，就建在用户附近，以减轻集中电站的载荷及输配电的建设与损耗，形成分布供电系统。光伏电站的模块化结构，维护少，建设日期短又特别适合于这种分布供电的发展。当然，随着光伏技术和产业化的进一步发展，投资与成本的降低，建造大容量集中式电站仍然是必要的。

为了大规模地利用太阳能，建造太阳能电站，太阳能专家有一个大胆的设想：把太阳能电站建造到宇宙太空去，这样就不再受昼夜、四季、晴雨的限制了。在离地球3.6万公里的同步轨道上设立巨型光伏发电站，用来收集太阳光的太阳能电池阵列的面积将达5000平方公里，它永远正对着太阳，不间断地收集阳光，可产生50亿千瓦的电能。强大的电能以微波的形式发送回地面，由直径9公里的“整流天线场”接收，再将微波转化为电能输出。只需6个这样的太空电站，就可以供应全世界的用电了。

这样宏伟的计划是不可能一下子实现的，不过作为起步的10千瓦太空电站，可能在21世纪初由美国实施建造，2020年将发射100~150兆瓦的太空电站，这样的电站卫星翼面就要达到0.5×1平方公里之大了！