Zonnecollectoren zijn apparaten die de zonnewarmte vastleggen om taken uit te voeren, in tegenstelling tot fotovoltaïsche panelen die het zonlicht gebruiken. Een veelgebruikt gebruik van een zonnecollector is het leveren van warm tapwater, maar ze kunnen ook warme lucht leveren voor verwarming van huizen of zelfs oververhitting voor elektriciteitsproductie. Hoewel er veel verschillende zonnecollectorontwerpen bestaan, vallen ze uiteen in drie grote categorieën.

Vlakke-plaatcollectoren

Een vlakke zonnecollector vertegenwoordigt het eenvoudigste type, bestaande uit een rechthoekige doos met een glazen kap en een warmte-absorberende onderlaag. Zonlicht passeert het glas, verwarmt het interieur en een reeks leidingen of kanalen laat water of lucht door de unit stromen en de omgevingswarmte absorberen. Ongeglazuurde collectoren met vlakke platen laten het glas en de afgesloten doos achter en vertrouwen eenvoudig op de hitte van de zon en verwarmen de leidingen zelf. Een andere variant is een op het dak gemonteerde watertank die is geverfd om zonnewarmte te absorberen. Dit soort verzamelaars zijn het best geschikt voor warme klimaten, omdat zelfs de versie met gesloten doos ervoor zorgt dat de opgevangen warmte gemakkelijk in koude lucht kan ontsnappen.

Geventileerde buiscollectoren

Voor koudere klimaten of toepassingen die vereisen hogere watertemperaturen, een geëvacueerd buissysteem biedt betere isolatie. In deze collectoren passeert elke pijp een afgesloten glazen buis zonder lucht erin. Hierdoor kan de buis functioneren als een thermoskan, waardoor de warmteoverdracht van de inwendige verwarmde pijp naar de buitenomgeving wordt geminimaliseerd. Geëvacueerde buiscollectoren kunnen mogelijk watertemperaturen van meer dan 50 graden Celsius (122 graden Fahrenheit) boven de omgevingstemperatuur handhaven.

Zonne-concentrators

Als u een systeem nodig heeft dat consistent zeer warm water, een zonne-concentrator is de beste keuze. Concentrators gebruiken spiegels om te reflecteren en de energie van de zon te concentreren op waterleidingen, waardoor de temperatuur van het water in de leidingen aanzienlijk wordt verhoogd. Omdat de spiegels in zonneconcentrators bochten maken om de zonnestralen scherp te stellen, werken ze het beste wanneer ze direct op de zon worden gericht, en bevatten ze vaak volgsystemen om de zon langs de hemel te volgen voor maximale belichting. Zonne-concentrators zijn gebruikelijk in grootschalige zonne-energiecentrales, die grote velden van trogvormige spiegels bevatten die een netwerk van waterleidingen verwarmen om stoom te creëren. Deze stoom drijft een turbine aan en creëert elektriciteit.

Zonnetorens

Een variatie op het ontwerp van de zonneconcentrator is de zonnetoren. In plaats van een veld van concentrators die elk een deel van een netwerk van waterleidingen opwarmen, gebruikt een zonnetorensysteem een ​​veld van spiegels die allemaal hun energie concentreren op één centrale toren. Dit verhoogt de temperatuur op het focuspunt zo hoog dat in plaats van water de toren vaste materie kan bevatten zoals zout dat wordt gesmolten onder de intense hitte. Waterleidingen passeren de structuur, absorberen warmte van de gesmolten substantie en de geleverde stoom drijft een turbine aan om elektriciteit te genereren. Gesmolten zoutsystemen hebben een aanzienlijk voordeel ten opzichte van traditionele zonneconcentrators, omdat het zout nog lang genoeg heet genoeg is om stoom te produceren, lang nadat de zon ondergaat. Hierdoor kan een zonne-installatie 24 uur per dag elektriciteit produceren in plaats van 's nachts inactief te blijven.