Системы солнечного отопления и нагрева воды используются человечеством давно, и с момента своего изобретения функционируют по одному и тому же принципу: поглощая прямые и рассеянные солнечные лучи, они используют их тепловую энергию. А дальше подогретая за счет солнечного излучения вода просто используется по прямому назначению: заливается в бассейн или бак горячего водоснабжения, подается в систему отопления или подогрева полов.

Бытовые солнечные коллекторы бывают разных типов. Активные системы используют электронасос для принудительной циркуляции жидкости; пассивные системы насосом не снабжаются, а циркуляция жидкости обеспечивается естественным путем - благодаря силе гравитации, которая возникает как следствие разной плотности горячего и холодного теплоносителя. Но разделением на активные и пассивные модели классификация существующих систем ограничивается.

Солнечный коллектор может быть панельным или вакуумным (трубчатым). Панельные, или плоские коллекторы преимущественно используются в регионах с высоким уровнем инсоляции. Это как раз тот случай, когда сравнительно невысокий КПД оборудования с лихвой компенсируется избыточными величинами солнечной облученности. Такие коллекторы стоят на порядок дешевле вакуумных, поэтому получили широкое распространение во многих странах, где природные условия позволяют применять их — Саудовской Аравии, Израиле, Турции, южных районах КНР и т. д.

К сожалению, в более суровых климатических условиях от таких систем обогрева проку мало, поэтому жителям регионов с умеренным и холодным климатом рекомендуют купить солнечный коллектор вакуумного типа. За счет применения тепловых трубок он демонстрирует больший КПД даже при слабой освещенности (например, в условиях сплошной облачности) и низкой температуре воздуха. Многослойное высокоселективное покрытие, которым покрываются улавливатели, в сочетании с вакуумированием позволяет «собирать» солнечную энергию в чрезвычайно широком спектре, выходящем за рамки видимого излучения.

Солнечные коллекторы устанавливаются в пожаробезопасном, защищенном от сильного ветра месте (второе условие особенно касается плоских коллекторов, отличающихся высокой парусностью). Часто с этой целью используется свободное пространство на крышах домов и хозяйственных построек. Монтаж оборудования лучше доверить профессионалам, но при наличии определенной сноровки и подробной инструкции ничто не мешает установить коллектор самостоятельно.

Важно выбрать правильный угол по отношению к горизонту (он должен равняться географической широте местности). Рекомендуется устанавливать систему как можно ближе к конечному потребителю, например, к дому, в который подается горячая вода, чтобы уменьшить теплопотери. Иногда можно увидеть коллекторы, установленные почти вертикально — прямо на стене дома. Насколько целесообразна столь экзотическая схема монтажа, не влияет ли она на эффективность устройства?

С одной стороны, такое расположение коллектора облегчает уход за ним, не дает пылии снегу скапливаться на трубках, а скат крыши защищает хрупкие детали от повреждений и мусора. Кроме того, теплопотери самого объекта в результате установки коллектора немного снижаются, а близкое расположение трубок к накопителю с подогреваемой водой увеличивает скорость конвекции. Но за счет изменения рекомендованного угла эффективность работы системы в летние месяцы может снижаться, а в зимние — возрастать (особенно если речь идет о регионах, расположенных в так называемых высоких широтах). В любом случае объективно оценить результат такого эксперимента можно лишь на практике, а для этого нужно купить солнечный коллектор и установить его на стене дома.