Ένα σύστημα ηλιοθερμίας αποτελείται από τα εξής μέρη: 

Υπάρχουν διάφοροι τύποι ηλιακών συλλεκτών. Ανάλογα με τη χρήση για την οποία προορίζονται, μπορούμε να επιλέξουμε ηλιακούς συλλέκτες επίπεδης επιφάνειας ή συλλέκτες κενού. Σε εφαρμογές κατοικιών ή επαγγελματικών κτιρίων, όπου απαιτούνται θερμοκρασίες μικρότερες από 93°C, συνήθως χρησιμοποιούνται επίπεδοι ηλιακοί συλλέκτες, ενώ σε εφαρμογές που απαιτούνται θερμοκρασίες μεγαλύτερες από 93°C χρησιμοποιούνται και ηλιακοί συλλέκτες με σωλήνες κενού.

Στα δοχεία αποθηκεύεται ζεστό νερό, του οποίου τη θερμοκρασία μπορούμε να αξιοποιήσουμε όταν δεν έχουμε ηλιοφάνεια.

Ανάλογα με τη χρήση που θέλουμε, τοποθετούμε τον αντίστοιχο ταμιευτήρα, είτε για ζεστό νερό χρήσης  είτε για υποστήριξη θέρμανσης, είτε για συνδυασμό και των δύο. Στην πράξη, πρόκειται για θερμοδοχεία αποθήκευσης του νερού χρήσης και θέρμανσης τα οποία έχουν χωρητικότητα που εξαρτάται από την συλλεκτική επιφάνεια που έχει στο σύστημα και φυσικά από τις απαιτήσεις του κάθε ιδιοκτήτη. Τις περισσότερες φορές είναι κατασκευασμένα από χάλυβα και φέρουν ειδική εσωτερική επίστρωση που τα προστατεύει από τη διάβρωση. Σε κάποιες περιπτώσεις, μπορεί τα θερμοδοχεία να αποτελούνται από χαλκό ή να είναι ανοξείδωτα. Επίσης, στο εξωτερικό τους μέρος διαθέτουν μόνωση, ώστε να περιορίζονται οι θερμικές απώλειες. 

Κάθε εγκατάσταση ηλιοθερμίας διαθέτει έναν ηλεκτρονικό επεξεργαστή που ελέγχει ανά τακτά χρονικά διαστήματα τη θερμοκρασία στο δοχείο θέρμανσης και ανάλογα με τις συνθήκες που επικρατούν, επιλέγει αν θα λειτουργήσει ο κυκλοφορητής των ηλιακών ή η βοηθητική θέρμανση. Το ίδιο εξάρτημα φροντίζει έτσι, ώστε η θερμοκρασία του νερού χρήσης να διατηρείται στο επιθυμητό επίπεδο.

 

Ένα σύστημα ηλιοθερμίας που ενδέχεται να εγκαταστήσουμε στην κατοικία μας, εκμεταλλεύεται τη θερμική ενέργεια που παράγεται από τους ηλιακούς συλλέκτες. Με αυτόν τον τρόπο θερμαίνεται το νερό χρήσης και το νερό που κυκλοφορεί στο σύστημα θέρμανσης. Αποτελείται από τρία βασικά μέρη: τους ηλιακούς συλλέκτες και δύο δοχεία αποθήκευσης ζεστού νερού, ένα του νερού χρήσης και ένα του νερού θέρμανσης χώρου και τον ηλιακό. Οι ηλιακοί συλλέκτες απορροφούν διάχυτο ηλιακό φως, συλλέγοντας ηλιακή ενέργεια ακόμη και σε συννεφιασμένες ημέρες και μετατρέποντας τα 2/3 της ηλιακής ακτινοβολίας σε ωφέλιμη ενέργεια. Το ζεστό νερό που συλλέγεται μεταφέρεται στα θερμοδοχεία ώστε να διατηρήται σε σταθερή θερμοκρασία. Το σύστημα φροντίζει κατά προτεραιότητα για την πλήρη κάλυψη των αναγκών σε ζεστό νερό χρήσης και στη συνέχεια, εάν υπάρχει περίσσεια ενέργεια, ζεσταίνει το νερό θέρμανσης χώρου. Στην περίπτωση που δεν επαρκεί το ζεστό νερό για τη θέρμανση του χώρου, τότε τίθεται σε λειτουργία το συμβατικό σύστημα θέρμανσης. Επίσης κατά τους καλοκαιρινούς μήνες το ζεστό νερό που παράγεται χρησιμοποιείται μόνο για χρήση. Οι περισσότεροι κατασκευαστές διαθέτουν συλλέκτες με γυαλί υψηλής απορροφητικότητας που δεν αντανακλά  την ακτινοβολία για να εξασφαλίζεται η μέγιστη μετάδοση θερμότητας. Η ιδιαιτερότητα των ηλιοθερμικών συστημάτων βρίσκεται στο ότι, λειτουργούν συνεισφέροντας στη θέρμανση που παράγεται με τη χρήση άλλων καυσίμων και όχι καταργώντας την. Μπορούν να συνδυαστούν με οποιαδήποτε συμβατική πηγή ενέργειας (καυστήρες πετρελαίου ή φυσικού αερίου) ή ανανεώσιμη πηγή ενέργειας (καυστήρες βιομάζας), ενώ ενσωματώνονται και σε υφιστάμενο σύστημα, αρκεί να υπάρχει διαθέσιμος χώρος για την εγκατάσταση των συλλεκτών και των δοχείων αποθήκευσης ζεστού νερού. Επίσης, μπορούν να συνδυαστούν με οποιοδήποτε μέσο θέρμανσης. 

 

Ο βαθμός συνεισφοράς των ηλιοθερμικών και κατ επέκταση μείωσης της χρήσης καυσίμων, εξαρτάται από τις κλιματολογικές συνθήκες, το υψόμετρο, τη γεωγραφική θέση, το μέγεθος της εγκατάστασης,τις απώλειες του κτηρίου και άλλους παράγοντες. Ανάλογα με το τοπικό κλίμα και τη θέση του κτηρίου, ο ηλιακός συλλέκτης δύναται να αιχμαλωτίσει περισσότερη ή λιγότερη ενέργεια. Ανάλογα με το μέγεθος της εγκατάστασης, τα ηλιοθερμικά καλύπτουν από πολύ μικρό, έως και ποσοστό μεγαλύτερο από το 80% των ετήσιων αναγκών θέρμανσης. Βέβαια, πολύ υψηλές καλύψεις δεν αποτελούν,ακόμη, οικονομικά βιώσιμες λύσεις. 

 

Η ιδανική σχέση κόστους - απόδοσης είναι η επίτευξη μιας κάλυψης της τάξης του 40-60% του συνολικού θερμικού φορτίου (θέρμανση χώρου και παροχή ζεστού νερού χρήσης). Στην πράξη και με βάση τη μέση ηλιοφάνεια στην Ελλάδα και τη μέση απαιτούμενη ενέργεια θέρμανσης των κτιρίων, η επιφάνεια των συλλεκτών ηλιακής ενέργειας θα πρέπει να αντιστοιχεί στο 20% της επιφάνειας του θερμαινόμενου χώρου, ενώ ο απαιτούμενος όγκος αποθήκευσης είναι περίπου δεκαπλάσιος, υπολογισμένος σε λίτρα. Σε γενικές γραμμές, για μία οικία 100τ.μ., απαιτούνται 20τ.μ. επίπεδων συλλεκτών και 1000 λίτρα δοχείων αποθήκευσης ζεστού νερού (περίπου 200λ. για το ζεστό νερό χρήσης και 800λ. για το νερό θέρμανσης). Σε περίπτωση δώματος, η απαιτούμενη διαθέσιμη επιφάνεια θα πρέπει να είναι περίπου 1,5 φορά μεγαλύτερη της επιφάνειας των συλλεκτών, δηλαδή περίπου 30 τ.μ., ενώ για την εγκατάσταση των δοχείων αποθήκευσης απαιτούνται περίπου 3-4 τ.μ.

 

Το κόστος εγκατάστασης ενός ηλιοθερμικού συστήματος  κυμαίνεται ανάλογα με το μέγεθος της εγκατάστασης αλλά και το ποσοστό που θέλει κάποιος να μειώσει την κατανάλωση καυσίμου. Το μεγάλο πλεονέκτημα ενός τέτοιου συστήματος είναι ότι, το μέγεθός του (και κατά συνέπεια το κόστος του) μπορεί να είναι προσαρμοσμένο στις απαιτήσεις του χρήστη και να μεταβάλλεται εύκολα.  Για παράδειγμα, μπορεί να τοποθετηθεί ένα σύστημα που να αναλαμβάνει κατά 30% το φορτίο της θέρμανσης, και μετά από ένα χρόνο να επεκταθεί με την τοποθέτηση επιπλέον ηλιακών συλλεκτών έτσι ώστε να καλύπτει το 60% της θέρμανσης. Ειδικά για την περίπτωση εγκατάστασης ηλιοθερμικών σε νεοαναγειρόμενο κτήριο, η εξοικονόμηση χρημάτων είναι μεγαλύτερη, επειδή ένα ποσοστό της θερμικής ισχύος που χρειάζεται, το αναλαμβάνει το ηλιοθερμικό σύστημα και το μέγεθος του συμβατικού εξοπλισμού (λέβητας και καυστήρας) που απαιτείται να εγκατασταθεί είναι μικρότερο. Ένα μέρος δηλαδή των χρημάτων που επενδύονται για την ηλιοθερμία, εξοικονομούνται από την πρώτη μέρα, κατά την αγορά του βασικού εξοπλισμού. Για παράδειγμα, μπορεί να προτιμηθεί η αγορά λέβητα ισχύος 20 kW αντί για 50 kW, εάν κατά την αρχική εγκατάσταση (νεοαναγειρόμενη οικοδομή) εγκατασταθεί και ηλιοθερμικό σύστημα με συμμετοχή 60%.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Η δεξαμενή αποθήκευσης του νερού χρήσης έχει χωρητικότητα που κυμαίνεται από 100 έως 200 λίτρα για συνήθεις οικιακές εφαρμογές. Η χωρητικότητά της είναι συνάρτηση της συλλεκτικής επιφάνειας που διαθέτει (σε γενικές γραμμές για μια 4μελή οικογένεια απαιτείται δεξαμενή 200λτ., δηλαδή 50 λίτρα για κάθε άτομο). Είναι συνήθως χαλύβδινη, με εσωτερική επίστρωση για προστασία από τη διάβρωση. Η επίστρωση αυτή είναι συνήθως από ειδικά πλαστικά ή εποξειδικά χρώματα ή εμαγιέ (υαλόκραμα). Εναλλακτικά και για ακριβότερα συστήματα, η δεξαμενή αποθήκευσης μπορεί να είναι χάλκινη ή ανοξείδωτη. Εξωτερικά, έχει πολύ καλή μόνωση συνήθως από πολυουρεθάνη ή υαλοβάμβακα και συνήθως έχει ενσωματωμένη κάποια ηλεκτρική αντίσταση. Στα συστήματα κλειστού κυκλώματος, έχει επιπλέον ενσωματωμένο εναλλάκτη για την κυκλοφορία του θερμαινόμενου μέσου ή σε πιο ακριβά συστήματα είναι διπλών τοιχωμάτων (ανάμεσα στα δύο τοιχώματα κυκλοφορεί το θερμαινόμενο μέσο).