Solarni kolektori su uređaji koji hvataju sunčevu toplinu za obavljanje zadataka, za razliku od fotonaponskih panela koji koriste sunčevu svjetlost. Jedna od uobičajenih primjena solarnog kolektora je osiguravanje tople vode za stanovanje, ali također mogu pružiti topli zrak za grijanje kuće ili čak pregrijane materijale za proizvodnju električne energije. Iako postoji mnogo različitih dizajna solarnih kolektora, oni spadaju u tri široke kategorije.
Sakupljači s ravnim pločama
Solarni kolektor s ravnim pločama predstavlja najjednostavniji tip, sastavljen od pravokutne kutije sa staklenim poklopcem i donjim slojem koji upija toplinu. Sunčeva svjetlost prolazi kroz staklo, zagrijavajući unutrašnjost, a niz cijevi ili kanala omogućuje protok vode ili zraka kroz jedinicu i apsorbiranje okolišne topline. Neglazirani sakupljači ravnih ploča izostavljaju staklo i zatvorenu kutiju te se jednostavno oslanjaju na sunčevu toplinu, zagrijavajući same cijevi. Druga varijacija uključuje krovni spremnik za vodu obojen da apsorbira sunčevu toplinu. Ovakve vrste kolektora najprikladnije su za toplu klimu, jer će čak i verzija s zatvorenim kutijama omogućiti da prikupljena toplina lako izađe na hladan zrak.
Evakuirani sakupljači cijevi
Za hladniju klimu ili primjene koje zahtijevaju više temperature vode, evakuirani sustav cijevi nudi bolju izolaciju. U tim kolektorima svaka cijev prolazi kroz zatvorenu staklenu cijev u kojoj nema zraka. To omogućuje cijevi da funkcionira poput termosa, minimalizirajući prijenos topline iz unutarnje grijane cijevi u vanjski okoliš. Evakuirani cijevni kolektori možda će moći održavati temperaturu vode veću od 50 stupnjeva Celzijusa (122 stupnjeva Fahrenheita) iznad temperature okoline.
Solarni koncentratori
Ako trebate sustav koji može neprekidno pružati vrlo vruću vodu, solarni koncentrator je vaš najbolji izbor. Koncentratori koriste zrcala da odražavaju i koncentriraju sunčevu energiju na vodovodnim cijevima, uvelike povećavajući temperaturu vode u sebi. Budući da se zrcala u solarnim koncentratorima krive kako bi fokusirala sunčeve zrake, ona najbolje rade kad su usmjerena izravno na sunce, a često uključuju i sustave za praćenje koji maksimalno prate sunce na nebu izlaganje. Solarni koncentratori uobičajeni su u velikim solarnim elektranama koje sadrže velika polja zrcala u obliku korita koja griju mrežu vodovodnih cijevi kako bi stvorila paru. Ova para pokreće turbinu stvarajući električnu energiju.
Sunčeve kule
Jedna od varijacija dizajna solarnog koncentratora je solarni toranj. Umjesto polja koncentratora koji svaki zagrijavaju dio mreže vodovodnih cijevi, sustav solarnih tornjeva koristi polje zrcala koja usredotočuju svoju energiju na jedan središnji toranj. To povisuje temperaturu u žarišnoj točki toliko visoko da umjesto vode toranj može sadržavati krutu tvar poput soli koja se rastapa pod jakom vrućinom. Vodovodne cijevi prolaze kroz strukturu, upijajući toplinu od rastaljene tvari, a para koja pokreće pokreće turbinu za proizvodnju električne energije. Sustavi rastopljene soli imaju značajnu prednost nad tradicionalnim solarnim koncentratorima, jer sol ostaje dovoljno vruća da stvara paru dugo nakon zalaska sunca. To solarnoj elektrani može omogućiti stvaranje električne energije 24 sata dnevno, umjesto da noću miruje.