Zastosowanie kolektorów słonecznych do konwersji energii słonecznej na ciepło jest nadal bardzo popularne. Najbardziej rozpowszechnionymi i prostymi systemami wykorzystującymi energię słoneczną są systemy służące do przygotowania ciepłej wody użytkowej.
Typowe instalacje solarne do podgrzewania wody użytkowej składają się z:
- kolektorów
- obiegu solarnego i urządzeń bezpieczeństwa
- zasobnika solarnego
- układu sterującego
- ogrzewania wspomagającego
Padające na powierzchnię kolektora promieniowanie słoneczne powoduje nagrzewanie się absorbera. Ciepło oddawane jest następnie ciekłemu nośnikowi ciepła, w którego skład często wchodzi glikol (czynnik ten nie zamarza w niskich temperaturach, a temperatura jego wrzenia jest wyższa niż temperatura wrzenia wody). Pompa transportuje czynnik z kolektora do zasobnika solarnego gdzie poprzez wymiennik oddaje on ciepło zimnej wodzie. Następnie schłodzony czynni przekazywany jest z powrotem do kolektora i cykl rozpoczyna się na nowo. Kolektor słoneczny jest jednym z najważniejszych elementów instalacji solarnej, jego zadaniem jest zaabsorbowanie jak największej ilości promieniowania słonecznego i przekształcenie w ciepło.
Wyróżniamy kilka typów kolektorów słonecznych :
- Kolektory płaskie
- z izolacją konwencjonalną
- z izolacją próżniową
- kolektor połączony z zasobnikiem
- Kolektory próżniowe rurowe
- rurowe kolektory z bezpośrednim przepływem
- rurowe kolektory typu Heat-Pipe
- Kolektory ogniskowe (koncentryczne)
Polskie warunki nasłonecznienia pozwalają na pokrycie zapotrzebowania na ciepłą wodę użytkową w około 60 % w skali roku. W okresie letnim pokrycie to sięga prawie 100%, natomiast zimą znacznie spada.
Roczne nasłonecznienie powierzchni Polski [kWh/m2/rok] 2009 Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej.
Przykładowe połączenie trzech pul kolektorów w układzie Tichelmana.
