Un chauffe-eau solaire de base n'a besoin que de trois composants: un collecteur de chaleur, un réservoir de stockage et des tuyaux de raccordement. Les systèmes fabriqués dans les années 1970, lorsque les colons ont commencé à développer la technologie, n'étaient pas beaucoup plus compliqués que cela, et beaucoup d'entre eux sont toujours en fonctionnement. Cependant, la technologie de l'eau chaude solaire a évolué pour devenir une option d'économie d'énergie dans les climats avec des températures glaciales et un ensoleillement limité. Les composants des systèmes de chauffe-eau contemporains sont donc plus variés et sophistiqués.
Types de systèmes
De nombreux homesteaders utilisaient des systèmes ouverts et passifs, dans lesquels l'eau qui circulait entre les collecteurs et le réservoir de stockage était l'eau qu'ils utilisaient pour boire et se baigner. Les systèmes passifs ne sont cependant pas aussi efficaces que ceux qui utilisent des pompes de recirculation, et l'eau dans les systèmes ouverts est sujette au gel. Par conséquent, les systèmes par temps froid contemporains sont des systèmes actifs en boucle fermée. Ils font circuler un fluide, tel que de l'eau, du glycol ou du méthanol, entre le collecteur et un serpentin d'échange thermique dans le réservoir de stockage. Lorsque le fluide est de l'eau, ils comprennent souvent un mécanisme pour évacuer l'eau des collecteurs lorsque le soleil se couche.
Collectionneurs
Un collecteur d'eau chaude solaire peut être aussi simple qu'un réservoir noir rempli d'eau. De tels collecteurs de lots ne sont cependant pas la norme. Les écrans plats sont plus courants et il en existe deux types principaux. Le premier type, qui est facile à construire en tant que projet de bricolage, est essentiellement une boîte noire plate, isolée, remplie d'une bobine de tube en cuivre ou en plastique et recouverte de verre. L'autre semble similaire de l'extérieur, mais au lieu de tubes, il contient une série de tuyaux en cuivre enfermés dans des tubes de verre sous vide. La conception permet un chauffage efficace du fluide à l'intérieur des tuyaux tout en minimisant les pertes de chaleur par rayonnement.
Stockage
Un chauffe-eau conventionnel constitue un réservoir de stockage approprié pour l'eau chaude solaire, et il est possible de connecter le chauffe-eau existant d'une maison à une boucle de chauffage ouverte. Un réservoir pour un système en boucle fermée, cependant, doit avoir un échangeur de chaleur préinstallé et des ports pour le fluide de chauffage et l'eau. Il est généralement plus facile d'acheter un réservoir spécialement conçu pour être utilisé dans un système en boucle fermée que de convertir un réservoir conventionnel. Les systèmes qui utilisent une approche de drainage, par laquelle l'eau s'écoule des serpentins la nuit, nécessitent un réservoir de stockage séparé pour cette eau.
Autres composants
La température de l'eau dans un chauffe-eau solaire peut devenir aussi chaude que l'eau d'un chauffe-eau conventionnel - ou même plus chaude - le réservoir a donc besoin d'une soupape de décharge de température et de pression. De plus, comme l'eau se dilate lorsqu'elle se réchauffe, la plupart des systèmes ont également besoin d'un vase d'expansion. À moins que le système soit un système dans lequel l'eau circule par convection, il a besoin d'une pompe de circulation. De plus, un système de drainage a besoin d'un capteur de température et d'une pompe pour l'eau de chauffage. Les pompes et les capteurs se connectent généralement à une station de commande électronique.