Un sistema básico de calentamiento de agua solar necesita solo tres componentes: un colector de calor, un tanque de almacenamiento y tuberías de conexión. Los sistemas creados en la década de 1970, cuando los colonos comenzaron a desarrollar la tecnología, no eran mucho más complicados que esto, y muchos de ellos todavía están en funcionamiento. Sin embargo, la tecnología de agua caliente solar ha evolucionado para convertirse en una opción de ahorro de energía en climas con temperaturas bajo cero y luz solar limitada. En consecuencia, los componentes de los sistemas de calentamiento de agua contemporáneos son más variados y sofisticados.
Tipos de sistemas
Muchos colonos usaban sistemas abiertos pasivos, en los que el agua que circulaba entre los colectores y el tanque de almacenamiento era el agua que usaban para beber y bañarse. Sin embargo, los sistemas pasivos no son tan eficientes como los que usan bombas de recirculación y el agua en los sistemas abiertos está sujeta a congelación. En consecuencia, los sistemas contemporáneos de clima frío son activos, de circuito cerrado. Circulan un fluido, como agua, glicol o metanol, entre el colector y un serpentín de intercambio de calor en el tanque de almacenamiento. Cuando el fluido es agua, a menudo incluyen un mecanismo para drenar el agua de los colectores cuando se pone el sol.
Coleccionistas
Un colector solar de agua caliente puede ser tan simple como un tanque negro lleno de agua. Sin embargo, estos recolectores de lotes no son la norma. Los paneles planos son más comunes y hay dos tipos principales. El primer tipo, que es fácil de construir como un proyecto de bricolaje, es esencialmente una caja negra plana, aislada, llena con una bobina de tubería de cobre o plástico y cubierta con vidrio. El otro parece similar desde el exterior, pero en lugar de tubería, contiene una serie de tubos de cobre encerrados en tubos de vidrio al vacío. El diseño permite un calentamiento eficiente del fluido dentro de las tuberías al tiempo que minimiza la pérdida de calor por radiación.
Almacenamiento
Un calentador de agua convencional es un tanque de almacenamiento adecuado para agua caliente solar, y es posible conectar el calentador de agua existente de una casa a un circuito de calefacción abierto. Sin embargo, un tanque para un sistema de circuito cerrado debe tener un intercambiador de calor preinstalado y puertos para el fluido de calefacción y el agua. Por lo general, es más fácil comprar un tanque fabricado específicamente para su uso en un sistema de circuito cerrado que convertir un tanque convencional. Los sistemas que utilizan un enfoque de drenaje hacia atrás, mediante el cual el agua se drena de los serpentines por la noche, requieren un tanque de almacenamiento separado para esa agua.
Otros componentes
La temperatura del agua en un calentador de agua solar puede calentarse tanto como el agua en un calentador de agua convencional, o incluso más, por lo que el tanque necesita una válvula de alivio de temperatura y presión. Además, debido a que el agua se expande cuando se calienta, la mayoría de los sistemas también necesitan un tanque de expansión. A menos que el sistema sea uno en el que el agua circule por convección, necesita una bomba de circulación. Además, un sistema de drenaje posterior necesita un sensor de temperatura y una bomba para el agua de calefacción. Las bombas y los sensores normalmente se conectan a una estación de control electrónico.