Solarthermische Anlagen bestehen üblicherweise aus einem Sonnenkollektor, einer Regeleinheit mit Pumpe und einem gut gedämmten Warmwasserspeicher. Im Kollektor sammeln besonders beschichtete Kupferbleche die Solarenergie (lateinisch: Kollektor = Sammler). Unter den Blechen sind Kupferrohre befestigt, durch die eine Wärmeträgerflüssigkeit fließt.
Die Regeleinheit mit der Pumpe sorgt dafür, dass die Wärme abtransportiert wird. Im Speicher wird die Wärme dann durch einen Wärmetauscher an das Speicherwasser abgeben. So steht das warme Wasser auch nachts oder an Regentagen zur Verfügung. Am häufigsten kommen in Deutschland Flach-, Vakuum-, oder Luftkollektoren zum Einsatz.
Die Umwälzpumpe der Solarregelstation sorgt für den Wärmetransport vom Kollektor zum Solarspeicher. Sie wird vom Solarregler immer dann eingeschaltet, wenn der Kollektor wärmer als der Speicher ist. Weiterhin gehören diverse Sicherheitseinrichtungen wie Manometer, Sicherheitsventile, Abblaseleitung, Auffangbehälter und ein Ausdehnungsgefäß zur Solaregelstation. Dieses Ausdehnungsgefäß nimmt die entstehenden Volumenänderungen auf, die infolge unterschiedlicher Temperaturen der Wärmeträgerflüssigkeiten auftreten.
Meist fallen solares Energieangebot und Wärmenachfrage zeitlich nicht zusammen. Die Spitzenwerte des Warmwasserverbrauchs liegen in den Morgen- und Abendstunden, wenn die Sonne noch nicht oder nicht mehr scheint. Auf einen sonnigen Tag kann ein Regentag folgen. Heizenergiebedarf in der Übergangszeit besteht für gut gedämmte Gebäude in der Regel erst ab den späten Nachmittagstunden.
Der Sonnenkollektor wandelt Solarstrahlung in Wärme um und überträgt die Energie auf eine frostsichere Solarflüssigkeit. Diese fließt im Kernstück des Kollektors, dem Solarabsorber. Um Energieverluste zu verhindern, zum Beispiel durch Wärmeableitung an die Umgebung, werden Sonnenkollektoren vor allem an den Seiten und der Rückwand gut gedämmt. Im Kollektor können Temperaturen von über 200 ° C auftreten.
Solarthermie ist die Umwandlung direkter und diffuser Sonnenstrahlen in Wärme. Diese Wärme wird von einem Sonnenkollektor erzeugt und über einen Wärmetauscher in einen mit Wasser gefüllten Solarspeicher abgegeben. Das so erwärmte Wasser wird in Küche, Bad und zur Einsparung von Heizenergie im Haushalt eingesetzt.
