太阳热能（英文：Solar thermal energy）是一种利用太阳能的热能（热量）技术，主要是接收或聚集太阳辐射使之转换为热能来使用。现代的太阳能科技可以将阳光聚合，并运用其能量产生热水、蒸汽和电力。
美国能源信息管理局（英语：Statkraft）将太阳能集热器进行分类为低，中，高温集热器。低温集热器的平板一般用于加热游泳池。中等温集热也通常是平板，但用于制造热水或空间供暖，作为住宅及商业用途。高温集热器利用反射镜或透镜聚集太阳光，一般用于生产电力。太阳热能不同于光伏发电 ，转换效率远远超过太阳光能直接转化为电能。虽然在2009年10月全球现有的发电设施，只提供600佰万瓦（MW）太阳能热发电。一个额外的400佰万瓦（MW）的工厂正在建设中，共计14,000佰万瓦（MW）聚光太阳能发电项目也正在开发当中。
太阳能供暖系统中，太阳辐射中的能量被用以加热空气或者水来作供暖之用。太阳能供暖系统可以分为主动式和被动式。
除了加热以外，太阳辐射中的热量还可以用来制冷。利用太阳能热水系统和吸收式制冷机或吸附式制冷机，可以实现太阳能制冷。
集热式太阳能（Solar Thermal）。原理是将镜子反射的太阳光，聚焦在一条叫接收器的玻璃管上，而该中空的玻璃管可以让油流过。从镜子反映的太阳光会令管子内的油升温，产生蒸气，再由蒸气推动涡轮机发电。
太阳热能发电厂利用太阳辐射将流体加热到非常高的温度。加热后的高温流体在管道内循环，并将热量传给水，从而产生高温蒸气。高温蒸气继而推动涡轮机，并透过连接的发电机发电。
碟式太阳能聚热发电系统中已知具有最高效率的热机是斯特林引擎。在高规模化生产和炎热地区被预测为能够产生所有可再生能源中最便宜的能量。
碟式太阳能聚热发电系统的主要组成部分包括太阳能聚焦器和能量转换器。太阳能聚焦器（或碟）采集来自太阳的能量并聚焦到很小的面积上。碟状结构可以持续追踪太阳。能量转化器包括两个部分，即热能接收器和引擎/发电机。热能接收器可以吸收聚焦后的太阳光之中的能量，将其转化为热能，并储存在热空气或热水之中，然后再将热量输送到引擎/发电机。引擎/发电机子系统利用热能接收器采集的热能来发电。
此类技术利用一整个阵列的追踪太阳的镜子（定日镜）以聚集阳光到一个中央接收器。这个接收器被固定在一个塔顶上。接收器内部的热传导流体可以用来产生蒸汽，以推动传统涡轮发电机发电。于八十年代开发的塔式太阳能聚热发电系统，利用蒸汽作为热传导流体。而新型的系统则利用熔化的硝酸盐作为热传导流体，主要是因为这种流体超卓的热容量和传热能力。
抛物型槽电厂使用镜像的弯曲，利用太阳辐射到玻璃管中的流体（也称为接收器，吸收器或收集器）运行槽的长度，反射器的焦点定位在槽。沿一轴槽是抛物线和线性正交轴。接收机垂直于太阳的每日位置的变化，在槽东向西倾斜，从而使接收器上的直接辐射仍然集中。然而，在阳光平行的槽中角度的季节变化而并不需要调整反射镜，由于光接收器上的其他地方进行简单的集中。因此，槽的设计不需要跟踪的第二轴线上。
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