Соларен бойлер, устройство, което използва слънчева топлинна енергия за производство на топла вода. Типичният слънчев бойлер се състои от слънчев колектор, монтиран на покрива на сграда и свързан с резервоар за съхранение на вода. В зависимост от системата, неотопляемата вода може да се циркулира от резервоара през колектора, за да се нагрее директно, или може да се нагрява с топлообменна течност с голям капацитет, която се загрява в колектора и пренася топлината си през тръби във водата в резервоара. Докато преносът на топлина от слънчевия колектор към неотопляемата вода може да бъде улеснен пасивно без механични средства, "активните" слънчеви системи за топла вода използват електричество за циркулация на топлообменната течност и за работа на механични помпи и контролери.
Въпреки че практиката за използване на слънцето за отопление на водата за битови нужди може да се проследи до няколко древни култури, едва през 1891 г. първата патентована слънчева система за топла вода е продадена на пазара. Измислена от Кларънс Кемп в Балтимор, Мериленд, системата се нарича „Климакс“ и е популярна в Калифорния и други топли американски щати. Предвид сравнително високата цена и неудобството от използването на конвенционални горива за отопление на вода, много домакинства нетърпеливи да инвестират в тези слънчеви бойлери за топла вода. Системата Climax обаче беше ограничена, тъй като нагревателният елемент се удвои като резервоара за съхранение, като по този начин ограничи количеството налична топла вода. През 1909 г. Уилям Дж. Бейли патентова система, която отделя резервоара за съхранение на вода от слънчевия нагревателен елемент, образувайки основата на дизайна на слънчевите нагреватели за топла вода, използвани днес.
Активни и пасивни системи
Активните слънчеви системи за топла вода използват механични помпи и диференциални контролери за регулиране и насочване на потока на топлопреминаващата течност или вода от слънчевия колектор към резервоара. Контролерите усещат температурната разлика между водата в резервоара и температурата в слънчевия колектор и включват помпата, когато водата в резервоара се охлади под температурата на колектора. Някои помпи работят на електрическа мрежа (други електрически мрежи), а други работят на електричество, генерирано от слънчев фотоволтаичен панел. Докато някои системи, захранвани от слънчева енергия, циркулират течността само когато слънцето грее и съхраняват загрятата вода в добре изолирани резервоари за отопление през нощта, други използват електрическата мрежа като резервна за нощни и облачни дни. При активни слънчеви системи за гореща вода резервоарите за съхранение на вода могат да бъдат разположени вътре в покривното пространство или на всяко друго място, което ще сведе до минимум загубата на топлина към студения въздух, тъй като потокът на вода не зависи изключително от гравитацията. Следователно тези резервоари могат да се комбинират с цилиндрите за гореща вода в отоплителните системи за битови помещения, а слънчевата система за топла вода може да се използва за предварително загряване на водата в цилиндъра през зимата за отопление на помещенията.
Пасивните системи, които разчитат на гравитацията, а не на електричеството, са най-ефективни в горещите климатични условия, където няма нощно или зимно замръзване. Някои пасивни системи използват термосифонна конфигурация, която използва гравитация и конвективни топлинни потоци. Студената вода от височина се стича по гравитацията надолу към слънчевия колектор и докато водата преминава през колектора и се загрява, тя се издига чрез конвекция, за да стигне отново до резервоара за съхранение. Друг вид пасивна система е интегрираната система за съхранение на колектори, при която колекторът образува горната част на резервоара за съхранение на вода и загрява водата директно в резервоара.
