Las instalaciones solares térmicas consisten en un sistema de captación (el captador solar), un sistema de almacenamiento de energía térmica obtenida (el depósito acumulador) y un sistema de distribución del calor y de consumo.
El captador solar térmico
El captador plano de cubierta de vidrio es el que ha tenido mayor difusión hasta ahora. Su funcionamiento está basado en el principio del efecto invernadero: capta la radiación solar mediante una cubierta transparente, la transfiere a un fluido caloportador y evita la salida al exterior. Hay una superficie absorbente que recoge la radiación y la transmite a los tubos por donde circula el agua. Esta placa absorbente se pinta de negro para que absorba mejor la radiación, y es de metal para transmitir mejor la calor.
El principal parámetro que caracteriza la eficiencia de un captador es la curva de rendimiento: la relación entre la energía que le llega (radiación solar) y la energía que transmite al fluido que transporta el calor (el agua, por ejemplo).
Como norma general, los captadores han de ser instalados orientados al sur para captar al máximo la radiación solar, y su inclinación respeto a la horizontal depende de la aplicación y la época de uso. Normalmente, la latitud del emplazamiento suele ser la inclinación de referencia.
Otro tipo de captadores son los de vacío, constituidos por un conjunto de elementos formados por una serie de tubos cilíndricos concéntricos situados sobre la cubierta reflectora. En el interior de cada elemento se ha hecho el vacío para evitar las pérdidas energéticas. Como sucede en los captadores planos de vidrio, la radiación solar cruza la superficie transparente y se transforma en calor cuando llega a los tubos cilíndricos interiores.
El depósito acumulador
Como indica su nombre, este elemento sirve para acumular el agua que ha estado calentada por los captadores solares y mantenerla caliente. La medida del depósito depende de la demanda de agua caliente y del uso a que está destinada. Para instalaciones pequeñas o medianas, su capacidad suele ser de unos 500 litros.
El sistema de distribución de agua caliente
Consta de todos aquellos elementos y sistemas que permiten el transporte del agua caliente desde el depósito acumulador hasta los puntos de consumo: sistemas de control y gestión de las instalaciones, tuberías y conducciones, bombas para hacer circular los fluidos, purgadores de aire y válvulas de diferentes tipos que ayudan a la distribución por la vivienda.
El sistema de soporte
Para suplir los periodos sin radiación solar, las instalaciones solares térmicas incorporan a un sistema convencional de calentadores de agua auxiliares (calderas), que entran en servicio cuando la energía producida por los captadores no puede satisfacer la demanda.
Las instalaciones solares térmicas se pueden diseñar como circuitos abiertos o cerrados en función de si el agua que circula es de consumo (abiertos) o no (cerrados).
Los sistemas en circuito abierto son más simples, pero presentan el inconveniente de que el agua se puede congelar si la temperatura es muy baja, o de que se produzcan fenómenos de corrosión o incrustaciones en el captador; además, el agua que se calienta en el captador y la que se consume es la misma. En los sistemas de circuito cerrado, en cambio, no hay mezcla entre el líquido que circula por los captadores (circuito primario, al que se le añade un anticongelante), y el agua destinada a consumo (circuito secundario).
