Ο ηλιακός θερμοσίφωνας είναι μια συσκευή που χρησιμοποιεί την ενέργεια του ήλιου για να θερμάνει νερό που γενικά προορίζεται για οικιακή ή οικιακή χρήση. Αυτός ο τύπος εναλλακτικής ενέργειας από ανανεώσιμες πηγές είναι μια από τις πιο κοινές χρήσεις της ηλιακής ενέργειας. Ανάλογα με τον τύπο του θερμοσίφωνα, υπάρχουν αρκετοί διαφορετικοί τρόποι με τους οποίους μπορεί να λειτουργήσει. Γενικά, όλοι οι ηλιακοί θερμοσίφωνες κάνουν τρία βασικά πράγματα: συλλογή ενέργειας, μεταφορά ενέργειας και αποθήκευση ενέργειας.
Οι συλλέκτες ξεκινούν τη διαδικασία θέρμανσης του νερού σε έναν ηλιακό θερμοσίφωνα συλλαμβάνοντας ενέργεια από τον ήλιο. Μπορούν να χρησιμοποιηθούν τρεις βασικοί τύποι συλλεκτών: συλλέκτες παρτίδας, επίπεδοι συλλέκτες ή συλλέκτες εκκενωμένων σωλήνων. Οι συλλέκτες παρτίδας θερμαίνουν το νερό σε σκοτεινές δεξαμενές και το αποθηκεύουν εκεί μέχρι να είναι έτοιμο για χρήση. Οι επίπεδοι συλλέκτες χρησιμοποιούν μια σειρά παράλληλων σωλήνων για τη θέρμανση του νερού, καλυμμένους από μια πλάκα γυαλιού. Οι συλλέκτες σωλήνων εκκένωσης χρησιμοποιούν μια προσέγγιση μονωμένης φιάλης για τη θέρμανση του νερού και γενικά θεωρούνται ο πιο αποτελεσματικός τρόπος, αλλά το κόστος εκκίνησης είναι μεγαλύτερο.
Η κυκλοφορία είναι ένα άλλο τμήμα των ηλιακών θερμοσιφώνων που μπορεί να διαφέρει, ανάλογα με το μοντέλο. Η κυκλοφορία μπορεί να γίνει μέσω ενός άμεσου συστήματος ή ενός έμμεσου συστήματος, το οποίο θερμαίνει ένα άλλο υγρό και στη συνέχεια μεταφέρει αυτή τη θερμότητα στο νερό. Το νερό μπορεί να μεταφερθεί στον χώρο αποθήκευσης είτε μέσω αντλίας είτε με φυσική μεταφορά. Οι περισσότερες εταιρείες εγκατάστασης θα τοποθετήσουν ένα σύστημα έμμεσης κυκλοφορίας εάν υπάρχει κίνδυνος παγώματος υγρού νερού, όπως συμβαίνει σε ψυχρότερα κλίματα.
Το κύριο πλεονέκτημα ενός ηλιακού θερμοσίφωνα είναι η ικανότητά του να εξοικονομεί κόστος ενέργειας. Ανάλογα με την εποχή του έτους, τις καιρικές συνθήκες και τον τύπο του συλλέκτη που χρησιμοποιείται, ενδέχεται να μην είναι δυνατή η παροχή νερού για ένα ολόκληρο νοικοκυριό χρησιμοποιώντας ηλιακό θερμοσίφωνα. Εάν συμβαίνει αυτό, τότε ένας εφεδρικός θερμοσίφωνας κάποιου τύπου, που συνήθως λειτουργεί με παραδοσιακό ηλεκτρικό ρεύμα, μπορεί να βοηθήσει να καλυφθεί η διαφορά.
Τα μειονεκτήματα του συστήματος ηλιακού θερμοσίφωνα είναι γενικά το κόστος εκκίνησης και η αξιοπιστία του ζεστού νερού. Το κόστος εγκατάστασης μπορεί να φτάσει το πενταπλάσιο του θερμοσίφωνα υψηλής απόδοσης που λειτουργεί με παραδοσιακές πηγές ενέργειας. Επιπλέον, για να διασφαλίζεται πάντα ότι υπάρχει διαθέσιμο ζεστό νερό, μπορεί επίσης να απαιτείται κάποιος άλλος τύπος θερμοσίφωνα. Εάν υπάρχει διακοπή ρεύματος και ο ιδιοκτήτης χρησιμοποιεί αντλία για να μεταφέρει νερό στον αποθηκευτικό χώρο, αυτό μπορεί να είναι αδύνατο.