Las instalaciones de energía solar térmica pueden ser de muchos tipos, desde pequeños equipos compactos por termosifón, hasta grandes instalaciones que se usan para múltiples aplicaciones, doméstica (ACS), calefacción, climatización de piscinas, instalaciones industriales, etc., pero todas ellas siguen estos principios fundamentales.

En una instalación de energía solar térmica, la energía que llega a nosotros de los rayos solares, es captada en forma de calor por un dispositivo especial que absorbe esa radiación, llamado colector solar, también llamado placa solar.

Las placas solares están diseñadas de tal manera que las perdidas de energía reflejada y emitida en forma de radiación y convección sean lo menores posible, existiendo diversos tipos de placas solares según el diseño que tengan para evitar estas perdidas, puedes encontrar más información sobre el diseño de una placa solar y los distintos  tipos que hay en esta página.

Por el interior de la placa circula un fluido caloportador, que puede ser agua, pero se suele usar un fluido que incluye anticongelante, que aunque disminuye su capacidad calorífica evita los peligrosos riesgos para la instalación de una congelación en invierno.

Este fluido caloportador se conduce mediante una bomba por un sistema de válvulas y tuberías aislados para evitar perder el calor que hemos captado en las placas solares a un intercambiador de calor que cede este calor al agua caliente sanitaria (ACS) que usamos para las aplicaciones domésticas, o en un intercambiador de calor para la calefacción.

El primer problema que podemos pensar es que podemos tener demanda de agua caliente o calefacción en momentos en que no hay luz solar, o haber luz solar pero no tener demanda. Para solucionar esto se usan los acumuladores y los interacumuladores, que son acumuladores que llevan el intercambiador de calor en su interior.

Para su correcto funcionamiento la instalación debe estar correctamente diseñada y asegurarnos de que en el acumulador se produce un efecto llamado estratificación, que consiste que el agua en su interior circula muy lentamente lo que hace que el agua caliente asciende a la parte superior del acumulador, lugar por donde se extrae el agua caliente y entra el agua fría por la parte inferior del depósito generando un gradiente de temperatura.

Esto nos genera un nuevo problema, en las tuberías y depósitos donde la circulación del fluido es lenta y el agua está por encima de 20ºC, puede ocurrir una contaminación por legionela, que tantas noticias genera en la época estival.

Para solucionar esto el depósito debe disponer de un sistema que permita elevar su temperatura por encima de 70ºC, para eliminar cualquier proliferación de esta bacteria.

Esto produce una disminución en el rendimiento de la instalación, pero en el diseño de la instalación, la seguridad de las personas, siempre debe estar por encima de los criterios económicos.

Si queremos mantener un nivel de confort en la instalación es necesario disponer de un sistema alternativo de energía, ya que en algunos días en invierno puede ser que haya varios días continuamente nublado, y la irradiación solar no sea suficiente para calentar el agua a la temperatura de diseño de la instalación.

El aporte de energía adicional puede ser por diversos medios:

• Una caldera de gas: es un sistema limpio y muy eficiente, especialmente si se emplean calderas de condensación, muy apropiadas para la energía solar, pues trabajan a baja temperatura, como la instalación solar. Tiene como inconveniente los continuos cambios cada vez más restrictivos que sufren las instalaciones de gas que al renovar la caldera, nos pueden exigir unas condiciones diferentes, así como tener rejillas de ventilación y revisar la instalación de gas periódicamente.
• Una caldera de gasóleo: es un sistema eficiente, pero genera muchos gases de efecto invernadero y lluvia ácida, requiere más mantenimiento y nos obliga a tener un depósito para el gasóleo. Funciona a alta temperatura. Si la cocina es eléctrica nos ahorramos tener contratado gas.
• Resistencia eléctrica: es el sistema más económico, ya que se instala con una resistencia en la parte superior del acumulador. Si la cocina es eléctrica, nos ahorramos la factura. Por contra es el sistema menos eficiente, y nos obliga a tener mucha potencia contratada. Puede llegar a ser viable en pequeños sistemas para preparar exclusivamente ACS, pero totalmente desproporcionado para sistemas que incluyen calefacción.
• Sistema de bomba de calor: es también un sistema eléctrico, pero  que consume entre 3 y 4 veces menos que un sistema de resistencia, o una caldera de gas o gasóleo, su principio de funcionamiento es mover el calor del exterior al interior, es decir una máquina térmica. En verano tiene la posibilidad de invertir el ciclo y utilizarla para tener suelo refrescante o aire frío con un aerotermo, igual que si tuviéramos un equipo de aire acondicionado, pero utilizando la misma instalación que para la calefacción. Por supuesto que si la cocina es eléctrica nada de facturas de gas.