Postoji nekoliko različitih načina zagrijavanja sanitarne vode. Solarni sustavi tople vode koji koriste ravne pločaste solarne kolektore za hvatanje sunčeve energije mogu se klasificirati kao izravni ili neizravni sustavi na temelju načina na koji prenose toplinu kroz sustav. Da biste uspješno grijali vodu i koristili je danju i noću, potrebno je imati solarni kolektor za hvatanje topline i prijenos u vodu te spremnik tople vode za skladištenje tople vode za potrebe.
Izravni solarni toplinski sustavi
Direktni solarni sustavi tople vode, također poznati kao aktivni otvoreni sustavi petlje, koriste pumpe za cirkulaciju vode kroz sustav. Hladnija voda pumpa se izravno iz doma u središnji spremnik ili potopni spremnik i zagrijava pomoću solarnih kolektora. Vruća voda napušta ravne kolektore i vraća se u spremnik, stvarajući kontinuiranu petlju. Odatle se voda pumpa natrag u kuću kao korisna topla voda.
Može se koristiti niskotlačna 12-voltna pumpa, koju napaja mala fotonaponska ćelija ili elektronički upravljač, što sustav čini ekološki prihvatljivijim. Izravni sustavi često se koriste u područjima s toplom klimom i manje hladnih dana ili za odvodnju zimi kako bi se spriječilo smrzavanje vode u cijevima. Kemikalije se ne mogu dodavati vodi za konzerviranje jer je voda koja cirkulira kroz ravne kolektore ista voda koja se koristi u kući.
U pasivnom sustavu izravnog grijanja vode, sustav ne koristi pumpu ili upravljački mehanizam za prijenos generirane topline u spremnik. Umjesto toga, pasivni sustav je ono što je poznato kao "sustav otvorene petlje" koji koristi prirodnu gravitaciju kako bi pomogao cirkulirati vodu kroz sustav. Ova vrsta sustava koristi solarni ravni kolektor u kombinaciji s nekom vrstom vodoravno postavljenog spremnika koji se nalazi neposredno iznad kolektora.
Voda zagrijana suncem prirodno se uzdiže pomoću konvekcije kroz cijevi solarnog kolektora u spremnik iznad. Kako zagrijana voda ulazi u spremnik iznad, hladnija voda se istiskuje i teče prema dnu kolektora pod silom gravitacije jer je hladna voda gušća od tople vode. Ovaj ciklus dizanja tople vode i spuštanja hladnije vode naziva se "termosifonski tok" i ponavljat će se bez ikakve pomoći kada sunce sja.
Termosifonski sustav grijanja vode
Takozvani daljinski termosifonski sustav radi na istom principu kao prethodni pasivni direktni termosifonski sustav, osim što se spremnik nalazi unutar krovnog prostora ili praznine, čime se težina raspoređuje na veću površinu, a štiti spremnik od hladnog vremena i temperature. Međutim, da bi proces termosifona ispravno funkcionirao, dno spremnika mora biti najmanje 1 do 2 stope (300 do 500 mm) iznad vrha ravnog pločastog kolektora. Ova udaljenost je također poznata kao "visina glave" sustava.
Indirektni solarni toplinski sustavi
Indirektni sustavi tople vode, također poznati kao sustavi zatvorene petlje, razlikuju se od prijašnjih termosifonskih sustava po tome što koriste izmjenjivač topline odvojen od solarnog ravnog kolektora za zagrijavanje vode u spremniku.
Neizravni sustavi tople vode aktivni su sustavi koji zahtijevaju pumpu za cirkuliranje tekućine za prijenos topline od kolektora do izmjenjivača topline u spremniku, koji je zatim cirkulira u zatvorenom sustavu. Umjesto samo vode koja se zagrijava i odvaja od glavne opskrbe kućnom toplom vodom, sustav sadrži tekućinu protiv smrzavanja, obično 50% mješavinu glikola/vode, u glavnoj zatvorenoj petlji.
Indirektni solarni toplinski sustavi Termosifonski sustavi najčešći su tip solarnih sustava tople vode na tržištu, a većina komercijalnih pasivnih izravnih solarnih toplinskih sustava koristi ovu kombinaciju krovnog ravnog pločastog kolektora i spremnika.
Međutim, potrebno je paziti pri postavljanju takvog sustava, budući da ukupna težina solarnih kolektora, spremnika i same vode može biti veća nego što je projektirano za nosivi krov.
Kada se pasivni solarni sustav grijanja vode koristi u zgradi većoj od kuće, posla ili ureda, obično postoji više spremnika za grijanje vode.
Izmjenjivač topline prenosi toplinu iz tekućine protiv smrzavanja u kolektoru na vodu u spremniku. Izmjenjivač topline može biti bakrena zavojnica unutar donjeg dijela spremnika ili ravni pločasti izmjenjivač izvan spremnika.
Jedna od glavnih prednosti ovog zatvorenog kruga neizravnog sustava grijanja je da otopina protiv smrzavanja može raditi tijekom cijele godine u područjima gdje su temperature ispod nule, istovremeno štiteći sustav od korozije do kolektora iz neobrađene vode iz slavine koja sadrži plinove i razne otopljene soli.
Glavna prednost neizravnog sustava grijanja vode s prisilnom cirkulacijom je ta da je, budući da većina domova koristi kotao na plin ili ulje i spremnik tople vode s ugrađenim izmjenjivačem topline, lako pretvoriti postojeći sustav tople vode za kućanstvo na solarni grijanje jednostavnim dodavanjem ravnog pločastog kolektora i jedne pumpe.
Sustav može biti i učinkovitiji, a spremnik tople vode može se postaviti bilo gdje u kući budući da ne mora biti viši od kolektora kao kod dosadašnjih pasivnih ili termosifonskih sustava.
Jedan je nedostatak, međutim, to što se sustavi zatvorene petlje oslanjaju na električnu energiju za pogon cirkulacijske pumpe, što može biti skupo ili nepouzdano. Neki dizajni koriste male niskotlačne pumpe i fotonaponske panele zajedno s kolektorima, čineći sustav učinkovitijim i ekološki prihvatljivijim. Za veće instalacije i u hladnijim podnebljima, spremnik tople vode nalazi se ispod krova zgrade, tako da je neizravno solarno zagrijavanje tople vode prisilna cirkulacija norma.
