Solaranlagen bestehen im Wesentlichen aus Sonnenkollektoren, einer Pumpe und einem Speicher. In den Kollektoren wird ein Wärmeträgermedium erwärmt. Über einen Rohrkreislauf wird die Wärme anschließend in den Speicher transportiert. Von dort aus kann sie dann über einen Wärmeübertrager zur Warmwassererwärmung oder zur Raumheizung genutzt werden.
Die Kosten für eine Solarthermie-Anlage haben sich bereits nach mehreren Jahren amortisiert. Anschließend kann man täglich Geld und CO2 einsparen. Unter bestimmten Voraussetzungen können staatliche Förderungen beantragt und die Investitionskosten somit reduziert werden.
Wird die Solarthermieanlage einer regelmäßigen Wartung und Inspektion unterzogen, kann sie jahrzehntelang störungsfrei betrieben werden. Eine jährliche Kontrolle der Anlage sichert dabei den zuverlässigen Betrieb. Die Betriebskosten einer Solaranlage sind sehr gering und beschränken sich in der Regel auf die Wartung und eine Versicherung.
Es gibt zwei Arten von Sonnenkollektoren. Flachkollektoren bestehen aus einem schwarz lackiertem Blech und Kupferrohren. Das Blech dient als Absorber und nimmt die Strahlungsenergie der Sonne auf und leitet die Wärme anschließend in die von einem Wärmeträgermedium durchströhmten Kupferrohre. Verglaste oder unverglaste Flachkollektoren nutzen herkömmliche Isolationsmaterialien, wie z.B. Mineralwolle. Unverglaste Kollektoren eigenen sich eher für Anwendungen mit einem niedrigen Temperaturniveau, wie beispielsweise für die Schwimmbadheizung oder die Warmwasser-Vorwärmung.
Vakkuumröhren-Kollektoren arbeiten nach dem gleichen Prinzip. Sie sind aber weitaus effizienter, denn der Absorber befindet sich in einem evakuierten Glaszylinder. Das Vakkum isoliert den Absorber von der Umgebung und reduziert somit den Energieverlust. Vakkumröhren-Kollektoren sind deutlich effizienter aber auch teurer.
Die Umwälzpumpe einer Solaranlage pumpt das Wärmeträgermedium in den meisten Fällen mit Hilfe elektrischer Energie in den Kreislauf. Ein zusätzliches Überdruck-Ablasventil schützt das System beim Ausfall der Pumpe vor Zerstörung.
Der Speicher der Solaranlage ist gut isoliert und hält das aufgeheizte Wärmeträgermedium auf einem hohen Temperaturniveau. Bei Bedarf wird die Wärme mittels Wärmeübertrager zum Heizen oder für die Trinkwassererwärmung abgegeben.
Solaranlagen dienen oftmals zur Heizungsunterstützung. In der Regel wird aber ein zusätzlicher konventioneller Wärmeerzeuger, wie eine Gas- oder Ölbrennwertheizung oder eine Wärmepumpe, benötigt. Sobald eine voreingestellte Mindestemperatur im Speicher erreicht wird, wird der zusätzliche Wärmeerzeuger aktiv. So wird gewährleistet, dass auch bei geringer Sonnenstrahlung oder in den kälteren Monaten immer ausreichend heißes Wasser zur Verfügung steht. Mit einer ausreichend dimensionierten Solaranlage können 50-60% des Warmwasserbedarfs zum Heizen gedeckt werden.
Solaranlagen werden in Deutschland bereits erfolgreich zur Warmwasserbereitung genutzt. Bis zu 70 Prozent des Warmwasser-Verbrauchs kann durch die effiziente Funktionsweise und bei ausreichender Dimensionierung gedeckt werden. Warmwasser bezeichnet hierbei das Nutz- und Trinkwasser, nicht jedoch das Heizungswasser.