มีหลายวิธีในการให้ความร้อนกับน้ำในบ้าน ระบบน้ำร้อนพลังงานแสงอาทิตย์ที่ใช้ตัวสะสมพลังงานแสงอาทิตย์แบบแผ่นเรียบเพื่อจับพลังงานจากดวงอาทิตย์สามารถจำแนกได้ว่าเป็นระบบทางตรงหรือทางอ้อม ขึ้นอยู่กับวิธีการถ่ายเทความร้อนผ่านระบบ เพื่อให้น้ำร้อนและใช้งานได้อย่างประสบความสำเร็จทั้งกลางวันและกลางคืน คุณจำเป็นต้องมีตัวสะสมพลังงานแสงอาทิตย์เพื่อจับความร้อนและถ่ายโอนไปยังน้ำ และถังน้ำร้อนเพื่อเก็บน้ำร้อนไว้ใช้เมื่อจำเป็น
ระบบความร้อนจากแสงอาทิตย์โดยตรง
ระบบทำน้ำร้อนพลังงานแสงอาทิตย์โดยตรงหรือที่เรียกว่าระบบลูปเปิดแบบแอคทีฟ ใช้ปั๊มเพื่อหมุนเวียนน้ำผ่านระบบ น้ำเย็นจะถูกสูบโดยตรงจากบ้านไปยังถังเก็บส่วนกลางหรือถังแช่ และให้ความร้อนโดยตัวสะสมพลังงานแสงอาทิตย์ น้ำร้อนจะออกจากตัวสะสมแผ่นเรียบและกลับคืนสู่ถัง ทำให้เกิดเป็นวงต่อเนื่อง จากนั้นน้ำจะถูกสูบกลับเข้าไปในบ้านเป็นน้ำร้อนที่ใช้ได้
สามารถใช้ปั๊มโวลต์แรงดันต่ำ 12- ซึ่งขับเคลื่อนโดยเซลล์แสงอาทิตย์ขนาดเล็กหรือตัวควบคุมอิเล็กทรอนิกส์ ทำให้ระบบเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากขึ้น ระบบทางตรงมักใช้ในพื้นที่ที่มีสภาพอากาศอบอุ่นและมีอากาศหนาวเย็นน้อยกว่า หรือเพื่อระบายน้ำในฤดูหนาวเพื่อป้องกันไม่ให้น้ำในท่อเป็นน้ำแข็ง ไม่สามารถเติมสารเคมีลงในน้ำเพื่อการอนุรักษ์ได้เนื่องจากน้ำที่ไหลเวียนผ่านตัวเก็บแผ่นเรียบเป็นน้ำเดียวกับที่ใช้ในบ้าน
ในระบบทำน้ำร้อนโดยตรงแบบพาสซีฟ ระบบจะไม่ใช้ปั๊มหรือกลไกควบคุมเพื่อถ่ายเทความร้อนที่เกิดขึ้นไปยังถังเก็บ แต่ระบบพาสซีฟคือสิ่งที่เรียกว่า "ระบบวงรอบเปิด" ที่ใช้แรงโน้มถ่วงตามธรรมชาติเพื่อช่วยหมุนเวียนน้ำผ่านระบบ ระบบประเภทนี้ใช้แผงเก็บพลังงานแสงอาทิตย์แบบแผ่นเรียบร่วมกับถังเก็บที่ติดตั้งในแนวนอนบางประเภทซึ่งอยู่เหนือตัวสะสมโดยตรง
น้ำร้อนจากดวงอาทิตย์จะเพิ่มขึ้นตามธรรมชาติโดยใช้การพาความร้อนผ่านท่อเก็บพลังงานแสงอาทิตย์และลงในถังเก็บด้านบน เมื่อน้ำอุ่นเข้าสู่ถังเก็บด้านบน น้ำหล่อเย็นจะถูกบังคับให้ไหลออกและไหลไปที่ด้านล่างของตัวสะสมภายใต้แรงโน้มถ่วง เนื่องจากน้ำเย็นมีความหนาแน่นมากกว่าน้ำร้อน วัฏจักรของน้ำร้อนที่เพิ่มขึ้นและน้ำเย็นลงนี้เรียกว่า "การไหลของเทอร์โมไซฟอน" และจะเกิดขึ้นซ้ำอีกครั้งโดยไม่ได้รับความช่วยเหลือใดๆ เมื่อดวงอาทิตย์ส่องแสง
ระบบทำน้ำร้อนเทอร์โมไซฟอน
ระบบเทอร์โมไซฟอนระยะไกลที่เรียกว่าการทำงานบนหลักการเดียวกันกับระบบเทอร์โมไซฟอนโดยตรงแบบพาสซีฟก่อนหน้านี้ ยกเว้นว่าถังเก็บจะอยู่ภายในพื้นที่หลังคาหรือเป็นช่องว่าง จึงกระจายน้ำหนักไปยังพื้นที่ขนาดใหญ่ขึ้นพร้อมทั้งปกป้องถังเก็บจากสภาพอากาศหนาวเย็น และอุณหภูมิ อย่างไรก็ตาม เพื่อให้กระบวนการเทอร์โมไซฟอนทำงานได้อย่างถูกต้อง ด้านล่างของถังเก็บต้องอยู่เหนือด้านบนของตัวเก็บแผ่นเรียบอย่างน้อย 1 ถึง 2 ฟุต (300 ถึง 500 มม.) ระยะนี้เรียกอีกอย่างว่า "ความสูงของส่วนหัว" ของระบบ
ระบบความร้อนจากแสงอาทิตย์ทางอ้อม
ระบบน้ำร้อนทางอ้อมหรือที่เรียกว่าระบบวงปิด แตกต่างจากระบบเทอร์โมไซฟอนรุ่นก่อนๆ ตรงที่ใช้ตัวแลกเปลี่ยนความร้อนแยกจากตัวสะสมแผ่นเรียบแสงอาทิตย์เพื่อให้ความร้อนแก่น้ำในถังเก็บ
ระบบน้ำร้อนทางอ้อมเป็นระบบแอคทีฟที่ต้องใช้ปั๊มเพื่อหมุนเวียนของเหลวถ่ายเทความร้อนจากตัวสะสมไปยังตัวแลกเปลี่ยนความร้อนในถัง จากนั้นจะหมุนเวียนในระบบวงปิด แทนที่จะเป็นเพียงน้ำที่ได้รับความร้อนและแยกออกจากแหล่งจ่ายน้ำร้อนหลักภายในบ้าน ระบบประกอบด้วยของเหลวต้านการแข็งตัว โดยทั่วไปเป็นส่วนผสมของไกลคอล/น้ำ 50% ในวงรอบปิดหลัก
ระบบเทอร์โมไซฟอนแบบอ้อม ระบบเทอร์โมไซฟอนเป็นระบบน้ำร้อนพลังงานแสงอาทิตย์ที่ใช้กันทั่วไปมากที่สุดในท้องตลาด และระบบน้ำร้อนพลังงานแสงอาทิตย์โดยตรงแบบพาสซีฟเชิงพาณิชย์ส่วนใหญ่ใช้เครื่องรวบรวมแผ่นเรียบบนชั้นดาดฟ้าและถังเก็บรวมกัน
อย่างไรก็ตาม ต้องใช้ความระมัดระวังเมื่อติดตั้งระบบดังกล่าว เนื่องจากน้ำหนักรวมของระบบเก็บพลังงานแสงอาทิตย์ ถังเก็บน้ำ และตัวน้ำอาจมากกว่าหลังคารองรับที่ได้รับการออกแบบมาให้รับน้ำหนักได้
เมื่อใช้ระบบทำน้ำร้อนด้วยพลังงานแสงอาทิตย์แบบพาสซีฟในอาคารที่มีขนาดใหญ่กว่าบ้าน ธุรกิจ หรือสำนักงาน โดยปกติแล้วจะมีถังเก็บหลายถังสำหรับทำความร้อนน้ำ
เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนจะถ่ายเทความร้อนจากของเหลวป้องกันการแข็งตัวในตัวสะสมไปยังน้ำในถังเก็บ ตัวแลกเปลี่ยนความร้อนอาจเป็นขดลวดทองแดงภายในส่วนล่างของถังเก็บหรือตัวแลกเปลี่ยนแบบแผ่นเรียบด้านนอกถังเก็บ
ข้อดีหลักประการหนึ่งของระบบทำความร้อนทางอ้อมแบบวงปิดนี้คือ สารละลายป้องกันการแข็งตัวสามารถทำงานได้ตลอดทั้งปีในพื้นที่ที่มีอุณหภูมิต่ำกว่าจุดเยือกแข็ง ในขณะเดียวกันก็ปกป้องระบบจากการกัดกร่อนไปยังตัวสะสมจากน้ำประปาที่ไม่ผ่านการบำบัดซึ่งมีก๊าซและเกลือที่ละลายต่างๆ
ข้อได้เปรียบหลักของระบบทำน้ำร้อนโดยอ้อมแบบบังคับหมุนเวียนก็คือ เนื่องจากบ้านส่วนใหญ่ใช้หม้อต้มก๊าซหรือน้ำมันและถังเก็บน้ำร้อนที่มีคอยล์แลกเปลี่ยนความร้อนในตัว จึงเป็นเรื่องง่ายที่จะแปลงระบบน้ำร้อนในบ้านที่มีอยู่ให้เป็นพลังงานแสงอาทิตย์ ให้ความร้อนโดยการเพิ่มตัวสะสมแผ่นเรียบและปั๊มเพียงตัวเดียว
ระบบยังมีประสิทธิภาพมากขึ้นอีกด้วย และสามารถวางถังเก็บน้ำร้อนไว้ที่ใดก็ได้ในบ้าน เนื่องจากไม่จำเป็นต้องสูงกว่าถังเก็บน้ำร้อนเหมือนในระบบพาสซีฟหรือเทอร์โมไซฟอนรุ่นก่อนๆ
อย่างไรก็ตาม ข้อเสียประการหนึ่งก็คือ ระบบวงปิดต้องใช้ไฟฟ้าในการขับเคลื่อนปั๊มหมุนเวียน ซึ่งอาจมีราคาแพงหรือไม่น่าเชื่อถือ การออกแบบบางอย่างใช้ปั๊มแรงดันต่ำขนาดเล็กและแผงเซลล์แสงอาทิตย์พร้อมกับตัวสะสม ทำให้ระบบมีประสิทธิภาพและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากขึ้น สำหรับการติดตั้งขนาดใหญ่และในสภาพอากาศที่เย็นกว่า ถังน้ำร้อนจะอยู่ใต้หลังคาอาคาร ดังนั้นการทำน้ำร้อนพลังงานแสงอาทิตย์โดยอ้อมแบบบังคับจึงเป็นเรื่องปกติ
