อิสราเอล ไซปรัส และกรีซ เป็นผู้นำด้านการใช้ระบบทำน้ำอุ่นพลังงานแสงอาทิตย์ต่อหัวประชากร โดยสนับสนุนครัวเรือน 30%–40% ^{[ 8 ]}

ระบบแผงโซลาร์เซลล์แบบแบนได้รับการพัฒนาและนำมาใช้ในวงกว้างในอิสราเอล ในช่วงทศวรรษ 1950 การขาดแคลนเชื้อเพลิงทำให้รัฐบาลสั่งห้ามการใช้น้ำร้อนระหว่างเวลา 22.00  น. ถึง 6.00  น. Levi Yissarสร้างต้นแบบเครื่องทำน้ำอุ่นพลังงานแสงอาทิตย์เครื่องแรกของอิสราเอล และในปี 1953 เขาได้ก่อตั้งบริษัท NerYah ซึ่งเป็นผู้ผลิตเครื่องทำน้ำอุ่นพลังงานแสงอาทิตย์เชิงพาณิชย์รายแรกของอิสราเอล^{[ 9 ]}เครื่องทำน้ำอุ่นพลังงานแสงอาทิตย์ถูกใช้โดยประชากร 20% ในปี 1967 หลังจากวิกฤตพลังงานในช่วงทศวรรษ 1970 ในปี 1980 อิสราเอลได้กำหนดให้ติดตั้งเครื่องทำน้ำอุ่นพลังงานแสงอาทิตย์ในบ้านใหม่ทุกหลัง (ยกเว้นอาคารสูงที่มีพื้นที่หลังคาไม่เพียงพอ) ^{[ 10 ]}ส่งผลให้อิสราเอลกลายเป็นผู้นำของโลกในการใช้พลังงานแสงอาทิตย์ต่อหัวประชากรโดย 85% ของครัวเรือนใช้ระบบพลังงานความร้อนจากแสงอาทิตย์ (3% ของการบริโภคพลังงานหลักของประเทศ) ^{[ 11 ]}ซึ่งคาดว่าจะช่วยประหยัดน้ำมันให้กับประเทศได้2 ล้านบาร์เรล (320,000 ลูกบาศก์^เมตร) ต่อปี^{[ 12 ] [ 13 ]} 

ในปี พ.ศ. 2548 สเปนกลายเป็นประเทศแรกของโลกที่กำหนดให้ติดตั้งระบบ ผลิตไฟฟ้า พลังงานแสงอาทิตย์ในอาคารใหม่ และเป็นประเทศที่สอง (ต่อจากอิสราเอล) ที่กำหนดให้ติดตั้งระบบทำน้ำอุ่นพลังงานแสงอาทิตย์ในปี พ.ศ. 2549 ^{[ 14 ]}

หลังปี พ.ศ. 2503 ระบบดังกล่าววางจำหน่ายในญี่ปุ่น^{[ 6 ]}

ออสเตรเลียมีกฎระเบียบระดับชาติและระดับรัฐที่หลากหลายสำหรับพลังงานความร้อนจากแสงอาทิตย์ โดยเริ่มจาก MRET ในปี 1997 ^{[ 15 ] [ 16 ] [ 17 ]}

ระบบทำน้ำอุ่นพลังงานแสงอาทิตย์เป็นที่นิยมในประเทศจีน โดยรุ่นพื้นฐานเริ่มต้นที่ราคาประมาณ 1,500 หยวน (235 ดอลลาร์สหรัฐ) ซึ่งถูกกว่าในประเทศตะวันตกประมาณ 80% สำหรับขนาดแผงรับแสงอาทิตย์ที่เท่ากัน ครัวเรือนชาวจีนอย่างน้อย 30 ล้านครัวเรือนมีระบบนี้ ความนิยมนี้เกิดจากท่อสุญญากาศที่มีประสิทธิภาพซึ่งช่วยให้เครื่องทำความร้อนทำงานได้แม้ในสภาพท้องฟ้ามืดครึ้มและที่อุณหภูมิต่ำกว่าจุดเยือกแข็งมาก^{[ 18 ]}

มาตรการป้องกันการแข็งตัวช่วยป้องกันความเสียหายต่อระบบเนื่องจากการขยายตัวของของเหลวถ่ายเทความร้อนที่แข็งตัว ระบบระบายของเหลวจะระบายของเหลวถ่ายเทความร้อนออกจากระบบเมื่อปั๊มหยุดทำงาน ระบบถ่ายเทความร้อนทางอ้อมหลายระบบใช้สารป้องกันการแข็งตัว (เช่นโพรพิลีนไกลคอล ) ในของเหลวถ่ายเทความร้อน

ในระบบโดยตรงบางระบบ สามารถระบายน้ำออกจากแผงรับแสงอาทิตย์ได้ด้วยตนเองเมื่อคาดว่าจะเกิดการเยือกแข็ง วิธีนี้เป็นที่นิยมในสภาพภูมิอากาศที่อุณหภูมิเยือกแข็งไม่เกิดขึ้นบ่อยนัก แต่ก็อาจมีความน่าเชื่อถือน้อยกว่าระบบอัตโนมัติ เนื่องจากต้องอาศัยผู้ควบคุม

ระบบป้องกันการแข็งตัวแบบที่สามคือ ระบบทนต่อการแข็งตัว ซึ่งท่อน้ำแรงดันต่ำที่ทำจากยางซิลิโคนจะขยายตัวเมื่อแข็งตัว ปัจจุบันแผงรับพลังงานแสงอาทิตย์แบบนี้ได้รับการรับรองมาตรฐาน European Solar Keymark แล้ว

ที่น่าสังเกตคือ ในขณะที่ความจำเป็นในการป้องกันการแข็งตัวของน้ำเป็นปัจจัยที่ทำให้ระบบมีความซับซ้อนมาโดยตลอด ระบบที่ใช้ตัวเก็บรวบรวมพลังงานแสงอาทิตย์แบบท่อสุญญากาศสามารถใช้งานได้ในสภาพอากาศที่มีน้ำค้างแข็งปานกลางโดยไม่จำเป็นต้องมีการระบายน้ำกลับหรือสารป้องกันการแข็งตัวของน้ำ เนื่องจากระบบท่อสุญญากาศมีน้ำอยู่ในส่วนหัวที่หุ้มฉนวนความร้อนเท่านั้น ไม่ได้อยู่ในท่อสุญญากาศเอง นอกจากนี้ ตัวควบคุมยังให้การป้องกันเพิ่มเติมอีกด้วย: หากอุณหภูมิของส่วนหัวลดลงต่ำกว่าค่าที่กำหนด (โดยทั่วไปคือ 2 ถึง 4 องศาเซลเซียส) ปั๊มหมุนเวียนจะทำงานโดยอัตโนมัติในช่วงเวลาสั้น ๆ เพื่อส่งน้ำอุ่นไปยังส่วนหัว

เมื่อไม่ได้ใช้น้ำร้อนเป็นเวลาหนึ่งหรือสองวัน น้ำร้อนในถังเก็บและท่อน้ำร้อนอาจมีอุณหภูมิสูงขึ้นได้ในระบบที่ไม่ใช่แบบ "ระบายกลับ" ในระบบ "ระบายกลับ" เมื่อถังเก็บน้ำร้อนมีอุณหภูมิถึงระดับที่ต้องการ ปั๊มจะหยุดทำงาน ทำให้กระบวนการทำความร้อนสิ้นสุดลง และป้องกันไม่ให้ถังเก็บน้ำร้อนร้อนเกินไป

ระบบบางระบบจะทำความเย็นน้ำในถังเก็บน้ำโดยการหมุนเวียนน้ำร้อนผ่านแผงรับแสงอาทิตย์ในช่วงเวลาที่มีแสงแดดน้อยหรือในเวลากลางคืน ซึ่งจะทำให้ความร้อนสูญเสียไป วิธีนี้ได้ผลดีที่สุดในระบบท่อส่งน้ำแบบเก็บความร้อนโดยตรง หรือแบบใช้ความร้อน และแทบจะไม่ได้ผลในระบบที่ใช้แผงรับแสงอาทิตย์แบบท่อสุญญากาศ เนื่องจากมีฉนวนกันความร้อนที่ดีกว่า แผงรับแสงอาทิตย์ทุกประเภทก็อาจเกิดความร้อนสูงเกินไปได้ระบบพลังงานความร้อนจากแสงอาทิตย์ แบบแรงดันสูงและปิดผนึกนั้น ต้องอาศัยการทำงานของวาล์วระบายอุณหภูมิและแรงดันเป็นหลัก ในขณะที่เครื่องทำความร้อนแบบแรงดันต่ำและมีช่องระบายอากาศแบบเปิดจะมีระบบควบคุมความปลอดภัยที่ง่ายกว่าและเชื่อถือได้มากกว่า โดยทั่วไปจะเป็นช่องระบายอากาศแบบเปิด

ระบบเก็บและกักเก็บพลังงานแสงอาทิตย์แบบบูรณาการ (ICS หรือเครื่องทำความร้อนแบบชุด) ใช้ถังที่ทำหน้าที่ทั้งเก็บและกักเก็บพลังงานแสงอาทิตย์ เครื่องทำความร้อนแบบชุดเป็นถังทรงสี่เหลี่ยมผืนผ้าบางๆ ที่มีด้านหนึ่งเป็นกระจกหันเข้าหาดวงอาทิตย์ใน ตอน เที่ยงระบบนี้เรียบง่ายและราคาถูกกว่าเครื่องกักเก็บพลังงานแสงอาทิตย์แบบแผ่นและท่อ แต่หากติดตั้งบนหลังคาอาจต้องมีการเสริมแรง (เพื่อรองรับ น้ำหนักน้ำ 400–700 ปอนด์ (180–320 กิโลกรัม) ) และจะสูญเสียความร้อนมากในเวลากลางคืนเนื่องจากด้านที่หันเข้าหาดวงอาทิตย์นั้นไม่มีฉนวนกันความร้อน และเหมาะสำหรับสภาพอากาศปานกลางเท่านั้น   

ระบบกักเก็บความร้อนแบบพาความร้อน (CHS) คล้ายกับระบบ ICS ยกเว้นว่าถังเก็บความร้อนและแผงรับแสงอาทิตย์แยกจากกัน และการถ่ายเทความร้อนระหว่างทั้งสองส่วนนั้นขับเคลื่อนด้วยการพาความร้อน ระบบ CHS โดยทั่วไปจะใช้แผงรับแสงอาทิตย์แบบแผ่นเรียบหรือแบบท่อสุญญากาศ ถังเก็บความร้อนต้องอยู่เหนือแผงรับแสงอาทิตย์เพื่อให้การพาความร้อนทำงานได้อย่างเหมาะสม ข้อดีหลักของระบบ CHS เมื่อเทียบกับระบบ ICS คือการสูญเสียความร้อนจะลดลงอย่างมาก เนื่องจากถังเก็บความร้อนสามารถหุ้มฉนวนได้อย่างสมบูรณ์ และเนื่องจากแผงรับแสงอาทิตย์อยู่ต่ำกว่าถังเก็บความร้อน การสูญเสียความร้อนจึงไม่ก่อให้เกิดการพาความร้อน เพราะน้ำเย็นจะคงอยู่ที่ส่วนล่างสุดของระบบ

ระบบ ป้องกันการแข็งตัวแบบใช้แรงดันจะใช้ส่วนผสมของสารป้องกันการแข็งตัว (โดยส่วนใหญ่มักเป็นโพรพิลีนไกลคอลที่มีความเป็นพิษต่ำ) และน้ำเป็นสารถ่ายเทความร้อน เพื่อป้องกันความเสียหายจากการแข็งตัว

แม้ว่าระบบป้องกันการแข็งตัวของน้ำจะมีประสิทธิภาพในการป้องกันความเสียหายจากการแข็งตัว แต่ก็มีข้อเสียอยู่บ้าง:

• หากสารถ่ายเทความร้อน (HTF) ร้อนเกินไป ไกลคอลจะเสื่อมสภาพกลายเป็นกรด และจะไม่สามารถป้องกันการแข็งตัวได้ อีกทั้งยังเริ่มละลายส่วนประกอบต่างๆ ของวงจรพลังงานแสงอาทิตย์อีกด้วย
• ระบบที่ไม่มีถังพักสารหล่อเย็นจะต้องหมุนเวียนสารหล่อเย็นอยู่เสมอ ไม่ว่าอุณหภูมิของถังเก็บจะเป็นเท่าใด เพื่อป้องกันไม่ให้สารหล่อเย็นเสื่อมสภาพ อุณหภูมิที่สูงเกินไปในถังจะทำให้เกิดตะกรันและตะกอนสะสมมากขึ้น อาจทำให้เกิดแผลไหม้รุนแรงได้หากไม่ได้ติดตั้งวาล์วควบคุมอุณหภูมิ และหากใช้สำหรับเก็บสารหล่อเย็น อาจทำให้เทอร์โมสตัททำงานผิดปกติได้
• สารถ่ายเทความร้อนชนิดไกลคอล/น้ำ ต้องเปลี่ยนทุกๆ 3-8 ปี ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิที่ใช้งาน
• บางเขตอำนาจศาลกำหนดให้ใช้เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบผนังสองชั้นซึ่งมีราคาแพงกว่า แม้ว่าโพรพิลีนไกลคอลจะมีพิษต่ำก็ตาม
• แม้ว่าสารถ่ายเทความร้อน (HTF) จะมีไกลคอลเพื่อป้องกันการแข็งตัว แต่ก็มีการหมุนเวียนน้ำร้อนจากถังเก็บไปยังแผงรับแสงอาทิตย์ที่อุณหภูมิต่ำ (เช่น ต่ำกว่า40 °F (4 °C) ) ซึ่งทำให้เกิดการสูญเสียความร้อนอย่างมาก  

ระบบระบายน้ำกลับเป็นระบบทางอ้อมแบบแอคทีฟที่ HTF (โดยปกติคือน้ำบริสุทธิ์) ไหลเวียนผ่านตัวเก็บรวบรวมความร้อนโดยใช้ปั๊ม ท่อของตัวเก็บรวบรวมความร้อนไม่มีแรงดันและมีอ่างเก็บน้ำระบายน้ำกลับแบบเปิดซึ่งอยู่ในพื้นที่ปรับอากาศหรือกึ่งปรับอากาศ HTF จะคงอยู่ในอ่างเก็บน้ำระบายน้ำกลับเว้นแต่ปั๊มจะทำงานและจะไหลกลับไปยังอ่างเก็บน้ำ (ทำให้ตัวเก็บรวบรวมความร้อนว่างเปล่า) เมื่อปั๊มปิด ระบบตัวเก็บรวบรวมความร้อนรวมถึงท่อต้องระบายน้ำโดยอาศัยแรงโน้มถ่วงลงสู่ถังระบายน้ำกลับ ระบบระบายน้ำกลับไม่เสี่ยงต่อการแข็งตัวหรือความร้อนสูงเกินไป ปั๊มจะทำงานเฉพาะเมื่อเหมาะสมสำหรับการเก็บรวบรวมความร้อนเท่านั้น แต่ไม่ได้ทำงานเพื่อป้องกัน HTF ซึ่งจะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพและลดต้นทุนการสูบน้ำ^{[ 24 ]}

แผนสำหรับระบบทำน้ำร้อนพลังงานแสงอาทิตย์มีให้ใช้งานบนอินเทอร์เน็ต^{[ 25 ]}ระบบทำน้ำร้อนพลังงานแสงอาทิตย์แบบทำเองมักจะมีราคาถูกกว่าระบบเชิงพาณิชย์ และมีการใช้งานทั้งในประเทศที่พัฒนาแล้วและประเทศกำลังพัฒนา^{[ 26 ]}

ตัวเก็บรวบรวมความร้อนจากแสงอาทิตย์จะดักจับและกักเก็บความร้อนจากดวงอาทิตย์และนำไปใช้ในการให้ความร้อนแก่ของเหลว^{[ 28 ]}หลักการทางกายภาพที่สำคัญสองประการควบคุมเทคโนโลยีของตัวเก็บรวบรวมความร้อนจากแสงอาทิตย์:

• วัตถุร้อนใดๆ จะกลับคืนสู่สมดุลความร้อนกับสิ่งแวดล้อมในที่สุด เนื่องจากการสูญเสียความร้อนจากการนำความร้อนการพาความร้อนและการแผ่รังสี^{[ 29 ]}ประสิทธิภาพ (สัดส่วนของพลังงานความร้อนที่เก็บรักษาไว้ในช่วงเวลาที่กำหนดไว้ล่วงหน้า) เกี่ยวข้องโดยตรงกับการสูญเสียความร้อนจากพื้นผิวของตัวเก็บรวบรวม การพาความร้อนและการแผ่รังสีเป็นแหล่งที่มาของการสูญเสียความร้อนที่สำคัญที่สุดฉนวนกันความร้อนใช้เพื่อชะลอการสูญเสียความร้อนจากวัตถุร้อน ซึ่งเป็นไปตามกฎข้อที่สองของอุณหพลศาสตร์ ('ผลของสมดุล')
• ความร้อนจะสูญเสียเร็วขึ้นหากความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างวัตถุร้อนกับสิ่งแวดล้อมมีขนาดใหญ่ขึ้น การสูญเสียความร้อนส่วนใหญ่ถูกควบคุมโดยความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างพื้นผิวตัวเก็บรวบรวมกับอุณหภูมิแวดล้อม การนำความร้อน การพาความร้อน และการแผ่รังสี ล้วนเกิดขึ้นเร็วขึ้นเมื่อความแตกต่างของอุณหภูมิมีขนาดใหญ่^{[ 29 ]} (ปรากฏการณ์เดลต้า- ที )

ท่อสุญญากาศ

ตัวเก็บรวบรวมแบบท่อสุญญากาศ (ETC) เป็นวิธีหนึ่งในการลดการสูญเสียความร้อนที่เกิดขึ้นในแผ่นเรียบ^{[ 30 ]}โดยใช้สุญญากาศเพื่อป้องกันการสูญเสียความร้อนผ่านการพาความร้อน^{[ 32 ]}เนื่องจากแผ่นกระจกเรียบสองแผ่นโดยทั่วไปไม่แข็งแรงพอที่จะทนต่อสุญญากาศได้ จึงต้องสร้างสุญญากาศระหว่างท่อสองท่อที่อยู่ตรงกลาง คล้ายกับกระติกสุญญากาศท่อด้านในเคลือบด้วยสารดูดซับความร้อน^{[ 33 ]}อายุการใช้งานของสุญญากาศแตกต่างกันไปในแต่ละตัวเก็บรวบรวม โดยมีการรับประกันตั้งแต่ 5 ปีถึง 15 ปี

ท่อสุญญากาศอาจใช้วิธีการถ่ายเทความร้อนไปยังน้ำได้หลายวิธี เช่น อาจส่งผ่านน้ำในท่อด้านใน หรือใช้ การออกแบบ ท่อความร้อน ที่ทันสมัยกว่า ในการออกแบบท่อความร้อน ท่อทองแดงจะบรรจุของเหลวระเหยได้บางส่วน ปิดผนึกที่ปลายทั้งสองข้าง และวางอยู่ตรงกลางท่อ ปลายด้านบนของท่อนี้จะเสียบเข้ากับซ็อกเก็ตในส่วนหัว (ที่บรรจุน้ำ) ความร้อนที่ท่อสุญญากาศดูดซับจะทำให้ของเหลวระเหยได้ในท่อทองแดงบางส่วนระเหยและไหลไปยังส่วนหัว ที่ส่วนหัว ก๊าซจะควบแน่น ปล่อยความร้อนออกมา และของเหลวจะไหลกลับลงไปภายในท่อ ( ท่อความร้อน ) เนื่องจากท่อสุญญากาศเองไม่มีน้ำ ท่อความร้อน ETC จึงไม่เสี่ยงต่อการเกิดน้ำแข็งเกาะ^{[ 30 ]} น้ำจะไหลผ่านส่วนหัวที่หุ้มฉนวนความร้อนเท่านั้น และในสภาพอากาศที่มีน้ำแข็งเกาะปานกลาง ไม่จำเป็นต้องมีระบบระบายน้ำ

ETC สามารถรวบรวมพลังงานจากดวงอาทิตย์ได้ตลอดทั้งวันในมุมต่ำเนื่องจากรูปทรงท่อ^{[ 34 ]}เนื่องจาก ETC ยังถูกเปิดเผยที่ด้านล่างด้วย: ในกรณีที่ติดตั้งให้สูงขึ้นจากหลังคา (ดังในภาพประกอบ) พวกมันจะไม่เพียงแต่ดักจับความร้อนโดยตรงจากด้านบนเท่านั้น แต่ยังดักจับความร้อนที่แผ่มาจากหลังคาโดยรอบที่ด้านล่างด้วย

โดยทั่วไปแล้วแผงรับแสงอาทิตย์แบบแผ่นเรียบจะมีประสิทธิภาพมากกว่าแผงรับแสงอาทิตย์แบบ ETC ในสภาวะที่มีแสงแดดเต็มที่ เนื่องจากช่องว่างระหว่างท่อทำหน้าที่เป็นพื้นที่สูญเปล่า^{[ 35 ]} ในสภาวะที่มีเมฆมากหรืออากาศหนาวจัด ฉนวนที่เหนือกว่าของแผงรับแสงอาทิตย์แบบ ETC ทำให้มีประสิทธิภาพมากกว่าแผงรับแสงอาทิตย์แบบแผ่นเรียบ^{[ 30 ]}

ETC รุ่นเก่าทำจากแก้วอบอ่อน ซึ่งไวต่อลูกเห็บและจะเสียหายเมื่อได้รับอนุภาคขนาดเท่าลูกกอล์ฟ ETC รุ่นใหม่ที่ทำจาก "แก้วโค้ก" ซึ่งมีสีเขียวอ่อนนั้นแข็งแรงกว่าและมีโอกาสน้อยที่จะสูญเสียสุญญากาศ แต่ประสิทธิภาพจะลดลงเล็กน้อยเนื่องจากความโปร่งใสลดลง รุ่นที่ทำจากแก้วบอโรซิลิเกตผสมผสานความแข็งแรงเข้ากับประสิทธิภาพ^{[ 30 ]}

ตัวควบคุมแบบดิฟเฟอเรนเชียลจะตรวจจับความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างน้ำที่ออกจากแผงรับแสงอาทิตย์และน้ำในถังเก็บน้ำใกล้กับเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน ตัวควบคุมจะเริ่มทำงานของปั๊มเมื่อน้ำในแผงรับแสงอาทิตย์ อุ่นกว่าน้ำในถังประมาณ 8–10 °C และจะหยุดทำงานเมื่อความแตกต่างของอุณหภูมิถึง 3–5  °C วิธีนี้ช่วยให้มั่นใจได้ว่าน้ำที่เก็บไว้จะได้รับความร้อนเสมอเมื่อปั๊มทำงาน และป้องกันไม่ให้ปั๊มทำงานและหยุดบ่อยเกินไป (ในระบบโดยตรง ปั๊มสามารถทำงานได้ด้วยความแตกต่างของอุณหภูมิประมาณ 4  °C เนื่องจากไม่มีเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน)

ตัวเก็บรวบรวมที่ง่ายที่สุดคือถังโลหะที่บรรจุน้ำไว้ในที่ที่มีแสงแดดส่องถึง แสงแดดจะทำให้ถังร้อนขึ้น นี่คือวิธีการทำงานของระบบแรกๆ^{[ 6 ]}การตั้งค่าแบบนี้จะไม่มีประสิทธิภาพเนื่องจากผลของสมดุล: ทันทีที่การให้ความร้อนแก่ถังและน้ำเริ่มต้นขึ้น ความร้อนที่ได้รับจะสูญเสียไปสู่สิ่งแวดล้อม และจะดำเนินต่อไปจนกว่าน้ำในถังจะถึงอุณหภูมิแวดล้อม ความท้าทายคือการจำกัดการสูญเสียความร้อน

• สามารถติดตั้งถังเก็บน้ำให้ต่ำกว่าแผงรับแสงอาทิตย์ได้ ทำให้มีอิสระในการออกแบบระบบมากขึ้น และสามารถใช้ถังเก็บน้ำที่มีอยู่เดิมได้
• ถังเก็บสามารถซ่อนไว้ไม่ให้เห็นได้
• ถังเก็บน้ำสามารถติดตั้งในพื้นที่ปรับอากาศหรือกึ่งปรับอากาศ เพื่อลดการสูญเสียความร้อน
• สามารถใช้ถังระบายน้ำทิ้งได้

แผงโซลาร์เซลล์แบบ ETSC มีประโยชน์มากกว่าแผงโซลาร์เซลล์ชนิดอื่นในช่วงฤดูหนาว สามารถใช้ในการทำความร้อนและความเย็นในอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น อุตสาหกรรมยา กระดาษ หนัง และสิ่งทอ รวมถึงบ้านพักอาศัย โรงพยาบาล บ้านพักคนชรา โรงแรม สระว่ายน้ำ ฯลฯ

ETC สามารถทำงานได้ในช่วงอุณหภูมิปานกลางถึงสูง สำหรับระบบน้ำร้อนพลังงานแสงอาทิตย์ สระว่ายน้ำ เครื่องปรับอากาศ และเตาปรุงอาหารพลังงานแสงอาทิตย์

ช่วงอุณหภูมิการทำงานที่สูงกว่าของ ETC (สูงถึง200 °C (392 °F) ) ทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานในอุตสาหกรรม เช่น การผลิตไอน้ำ เครื่องยนต์ความร้อน และการอบแห้งด้วยพลังงานแสงอาทิตย์  

ระบบคลุมสระว่ายน้ำแบบลอยตัวและอุปกรณ์ควบคุมอุณหภูมิ (STC) แยกต่างหากถูกนำมาใช้ในการทำความร้อนสระว่ายน้ำ

ระบบคลุมสระว่ายน้ำ ไม่ว่าจะเป็นแผ่นทึบหรือแผ่นลอยน้ำ ล้วนทำหน้าที่เป็นฉนวนกันความร้อนและลดการสูญเสียความร้อน การสูญเสียความร้อนส่วนใหญ่เกิดขึ้นจากการระเหย และการใช้ผ้าคลุมจะช่วยชะลอการระเหย

น้ำ ในสระว่ายน้ำมีฤทธิ์กัดกร่อนเล็กน้อยเนื่องจากคลอรีน แผงรับพลังงานแสงอาทิตย์ (STC) สำหรับน้ำในสระว่ายน้ำที่ไม่ใช่น้ำดื่มมักทำจากพลาสติกเพื่อต้านทานการกัดกร่อน น้ำจะไหลเวียนผ่านแผงโดยใช้ตัวกรองสระว่ายน้ำที่มีอยู่หรือปั๊มเสริม ในสภาพแวดล้อมที่ไม่รุนแรง แผงรับพลังงานแสงอาทิตย์พลาสติกที่ไม่ได้เคลือบจะมีประสิทธิภาพมากกว่าในระบบโดยตรง ในสภาพแวดล้อมที่หนาวเย็นหรือมีลมแรง จะใช้ท่อสุญญากาศหรือแผ่นเรียบในรูปแบบทางอ้อมร่วมกับเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน ซึ่งจะช่วยลดการกัดกร่อนตัวควบคุมอุณหภูมิแบบดิฟเฟอเรนเชียล ที่ค่อนข้างง่าย จะใช้ในการควบคุมทิศทางน้ำไปยังแผงหรือเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนโดยการหมุนวาล์วหรือใช้งานปั๊ม เมื่อน้ำในสระว่ายน้ำมีอุณหภูมิถึงระดับที่ต้องการแล้ว จะใช้วาล์วเปลี่ยนทิศทางเพื่อส่งน้ำกลับไปยังสระว่ายน้ำโดยตรงโดยไม่ต้องให้ความร้อน^{[ 44 ]}ระบบหลายระบบถูกกำหนดค่าเป็นระบบระบายน้ำกลับ โดยน้ำจะไหลลงสู่สระว่ายน้ำเมื่อปิดปั๊มน้ำ

แผงรับพลังงานแสงอาทิตย์มักจะติดตั้งบนหลังคาใกล้เคียง หรือติดตั้งบนพื้นดินบนโครงเอียง เนื่องจากความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างอากาศและน้ำต่ำ แผงจึงมักเป็นแผงรับพลังงานแสงอาทิตย์แบบขึ้นรูปหรือแผงรับพลังงานแสงอาทิตย์แบบแผ่นเรียบที่ไม่มีกระจก กฎง่ายๆ สำหรับพื้นที่แผงที่ต้องการคือ 50% ของพื้นที่ผิวน้ำของสระ^{[ 44 ]}นี่สำหรับพื้นที่ที่ใช้สระว่ายน้ำเฉพาะในฤดูร้อนเท่านั้น การเพิ่มแผงรับพลังงานแสงอาทิตย์ให้กับสระว่ายน้ำกลางแจ้งทั่วไปในสภาพอากาศหนาวเย็น สามารถยืดระยะเวลาการใช้งานสระว่ายน้ำได้อย่างสะดวกสบายเป็นเวลาหลายเดือนหรือมากกว่านั้นหากใช้ผ้าคลุมสระว่ายน้ำที่เป็นฉนวน^{[ 31 ]} เมื่อออกแบบให้ ครอบคลุม 100% ระบบน้ำร้อนพลังงานแสงอาทิตย์ส่วนใหญ่สามารถทำความร้อนสระว่ายน้ำได้ตั้งแต่ 4  °C สำหรับสระว่ายน้ำที่โดนลม ไปจนถึง 10  °C สำหรับสระว่ายน้ำที่กำบังลมและคลุมด้วยผ้าคลุมสระว่ายน้ำพลังงานแสงอาทิตย์อย่างสม่ำเสมอ^{[ 45 ]}

สามารถใช้โปรแกรมวิเคราะห์ระบบพลังงานแสงอาทิตย์แบบแอคทีฟเพื่อ เพิ่มประสิทธิภาพระบบทำความร้อนสระว่ายน้ำด้วยพลังงานแสงอาทิตย์ก่อนที่จะทำการก่อสร้างได้

ออสเตรเลียใช้ระบบเครดิตพลังงานหมุนเวียนโดยอิงตามเป้าหมายพลังงานหมุนเวียนของประเทศ^{[ 58 ]}

โครงการToronto Solar Neighbourhoods Initiativeเสนอเงินอุดหนุนสำหรับการซื้อเครื่องทำน้ำอุ่นพลังงานแสงอาทิตย์^{[ 68 ]}

แหล่งไฟฟ้าในระบบ SWH ที่ทำงานอยู่จะเป็นตัวกำหนดขอบเขตที่ระบบจะก่อให้เกิดคาร์บอนในชั้นบรรยากาศระหว่างการทำงาน ระบบพลังงานความร้อนจากแสงอาทิตย์ที่ทำงานอยู่ซึ่งใช้ไฟฟ้าจากสายส่งเพื่อสูบของเหลวผ่านแผงโซลาร์เซลล์เรียกว่า 'พลังงานแสงอาทิตย์คาร์บอนต่ำ' ในระบบส่วนใหญ่ การสูบน้ำจะลดการประหยัดพลังงานลงประมาณ 8% และการประหยัดคาร์บอนของพลังงานแสงอาทิตย์ลงประมาณ 20% ^{[ 69 ]}อย่างไรก็ตาม ปั๊มกำลังต่ำทำงานด้วยกำลังไฟ 1-20 วัตต์^{[ 70 ] [ 71 ]}สมมติว่าแผงโซลาร์เซลล์ผลิตพลังงานได้ 4  kWh/วัน และปั๊มทำงานเป็นช่วงๆ จากไฟฟ้าสายส่งเป็นเวลาทั้งหมด 6 ชั่วโมงในช่วงวันที่แดดจัด 12 ชั่วโมง ผลกระทบเชิงลบที่อาจเกิดขึ้นจากปั๊มดังกล่าวสามารถลดลงได้ประมาณ 3% ของความร้อนที่ผลิตได้

อย่างไรก็ตาม ระบบผลิตความร้อนจากแสงอาทิตย์แบบแอคทีฟที่ใช้พลังงานจากแผงโซลาร์เซลล์โดยทั่วไปจะใช้แผงโซลาร์เซลล์ขนาด 5–30 วัตต์ และปั๊มไดอะแฟรมหรือปั๊มแรงเหวี่ยง ขนาดเล็กกำลังต่ำ เพื่อหมุนเวียนน้ำ ซึ่งช่วยลดการปล่อยคาร์บอนและปริมาณการใช้พลังงานในระหว่างการดำเนินงาน

ระบบสูบน้ำทางเลือกที่ไม่ใช้ไฟฟ้า อาจใช้หลักการขยายตัวทางความร้อนและการเปลี่ยนแปลงสถานะของของเหลวและก๊าซ

สามารถใช้มาตรฐานที่เป็นที่ยอมรับในการประเมินวัฏจักรชีวิต (LCA) ที่มีความน่าเชื่อถือและเชิงปริมาณได้ LCA พิจารณาต้นทุนทางการเงินและสิ่งแวดล้อมของการจัดหาวัตถุดิบ การผลิต การขนส่ง การใช้งาน การบำรุงรักษา และการกำจัดอุปกรณ์ องค์ประกอบต่างๆ ได้แก่:

• ต้นทุนและผลกำไรทางการเงิน
• การใช้พลังงาน
• ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์มลพิษอื่นๆ

ในแง่ของการใช้พลังงาน ประมาณ 60% ถูกใช้ไปกับถังเก็บน้ำ และ 30% ถูกใช้ไปกับแผงรับแสงอาทิตย์^{[ 72 ]} (ในกรณีนี้คือแผงเทอร์โมไซฟอนแบบแผ่นเรียบ) ในประเทศอิตาลี^{[ 73 ]}มีการใช้ไฟฟ้าประมาณ 11 กิกะจูลในการผลิตอุปกรณ์ SWH โดยประมาณ 35% ถูกใช้ไปกับถังเก็บน้ำ และอีก 35% ถูกใช้ไปกับแผงรับแสงอาทิตย์ ผลกระทบหลักที่เกี่ยวข้องกับพลังงานคือการปล่อยมลพิษ พลังงานที่ใช้ในการผลิตจะถูกนำกลับมาใช้ใหม่ภายใน 2-3 ปีแรกของการใช้งาน (ในยุโรปตอนใต้)

ในทางตรงกันข้าม ระยะเวลาคืนทุนด้านพลังงานในสหราชอาณาจักรมีรายงานว่าเพียง 2 ปี ตัวเลขนี้เป็นของระบบโดยตรงที่ดัดแปลงเข้ากับแหล่งเก็บน้ำที่มีอยู่เดิม สูบน้ำด้วยพลังงานแสงอาทิตย์ ทนต่อการแข็งตัว และมีช่องเปิดขนาด 2.8 ตารางเมตร สำหรับการเปรียบเทียบ การติดตั้งพลังงานแสงอาทิตย์ใช้เวลาประมาณ 5 ปีในการคืนทุนด้านพลังงาน ตามการศึกษาเปรียบเทียบเดียวกัน^{[ 74 ]}

ในแง่ของการปล่อยก๊าซ CO2 การปล่อยก๊าซที่ลดลงส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับระดับการใช้ก๊าซหรือไฟฟ้าเพื่อเสริมพลังงานแสงอาทิตย์ การใช้ระบบคะแนน Eco-indicator 99 เป็นเกณฑ์ (เช่น ภาระด้านสิ่งแวดล้อมรายปีของประชากรยุโรปโดยเฉลี่ย) ในประเทศกรีซ^{[ 72 ]}ระบบที่ใช้ก๊าซอย่างเดียวอาจมีการปล่อยก๊าซน้อยกว่าระบบพลังงานแสงอาทิตย์ การคำนวณนี้สมมติว่าระบบพลังงานแสงอาทิตย์ผลิตน้ำร้อนได้ประมาณครึ่งหนึ่งของความต้องการในครัวเรือน แต่เนื่องจากการปล่อยก๊าซมีเทน (CH4 จากวงจรเชื้อเพลิงก๊าซธรรมชาติ^{[ 75 ]}มีผลกระทบมากกว่าก๊าซเรือนกระจก CO2 มากปล่อยก๊าซเรือนกระจกสุทธิ(CO2e จากระบบที่ใช้ก๊าซจึงมากกว่าเครื่องทำน้ำอุ่นพลังงานแสงอาทิตย์อย่างมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากไฟฟ้าเสริมมาจากการผลิตที่ปราศจากคาร์บอนด้วย

ระบบทดสอบในอิตาลีผลิต CO2 ประมาณ 700 กิโลกรัม โดยพิจารณาส่วนประกอบทั้งหมดของการผลิต การใช้งาน และการกำจัด การบำรุงรักษาถูกระบุว่าเป็นกิจกรรมที่มีต้นทุนด้าน ปล่อยมลพิษสูงเมื่อมีการเปลี่ยนของเหลวถ่ายเทความร้อน (ที่ใช้ไกลคอลเป็นส่วนประกอบ) อย่างไรก็ตาม ต้นทุนด้านการปล่อยมลพิษสามารถคืนทุนได้ภายในเวลาประมาณสองปีของการใช้งานอุปกรณ์^{[ 73 ]}

ในออสเตรเลีย การปล่อยมลพิษตลอดวงจรชีวิตก็ได้รับการกู้คืนเช่นกัน ระบบ SWH ที่ทดสอบมีผลกระทบประมาณ 20% ของเครื่องทำน้ำอุ่นไฟฟ้า และครึ่งหนึ่งของเครื่องทำน้ำอุ่นแก๊ส^{[ 52 ]}

จากการวิเคราะห์ระบบทำความร้อนน้ำด้วยพลังงานแสงอาทิตย์แบบทนต่อการแข็งตัวที่มีผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมน้อยลง Allen et al. (qv) รายงานว่ามีการปล่อย CO2 มา 337  กิโลกรัม ซึ่งคิดเป็นประมาณครึ่งหนึ่งของผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมที่รายงานไว้ในงานวิจัยของ Ardente et al. (qv)

• EN 806: ข้อกำหนดสำหรับระบบติดตั้งภายในอาคารที่ส่งน้ำสำหรับบริโภคของมนุษย์ ทั่วไป
• EN 1717: การป้องกันการปนเปื้อนของน้ำดื่มในระบบประปา และข้อกำหนดทั่วไปของอุปกรณ์ป้องกันการปนเปื้อนจากการไหลย้อนกลับ
• EN 60335: ข้อกำหนดด้านความปลอดภัยของเครื่องใช้ไฟฟ้าในครัวเรือนและเครื่องใช้ไฟฟ้าที่คล้ายคลึงกัน (2–21)
• มาตรฐาน UNE 94002:2005 ระบบพลังงานแสงอาทิตย์ความร้อนสำหรับการผลิตน้ำร้อนใช้ในครัวเรือน วิธีการคำนวณความต้องการความร้อน

• OG-300: การรับรอง OG-300 ของระบบทำน้ำร้อนพลังงานแสงอาทิตย์^{[ 76 ]}

• มาตรฐาน CAN/CSA-F378 ซีรีส์ 11 (แผงรับแสงอาทิตย์)
• CAN/CSA-F379 ซีรี่ส์ 09 (ระบบทำน้ำร้อนในบ้านด้วยพลังงานแสงอาทิตย์แบบสำเร็จรูป)
• มาตรฐาน SRCC 600 (มาตรฐานขั้นต่ำสำหรับแผงรับความร้อนจากแสงอาทิตย์แบบรวมแสง)

• พระราชบัญญัติพลังงานหมุนเวียน (ไฟฟ้า) พ.ศ. 2543
• พระราชบัญญัติพลังงานหมุนเวียน (ไฟฟ้า) (ค่าธรรมเนียมการผลิตไฟฟ้าขนาดใหญ่ที่ขาดแคลน) ปี 2000
• พระราชบัญญัติพลังงานหมุนเวียน (ไฟฟ้า) (ค่าธรรมเนียมการขาดแคลนเทคโนโลยีขนาดเล็ก) ปี 2010
• ระเบียบว่าด้วยพลังงานหมุนเวียน (ไฟฟ้า) ปี 2544
• ระเบียบว่าด้วยพลังงานหมุนเวียน (ไฟฟ้า) ปี 2544 - วิธีการคำนวณค่า STC สำหรับเครื่องทำน้ำอุ่นพลังงานแสงอาทิตย์และเครื่องทำน้ำอุ่นแบบปั๊มความร้อนจากอากาศ
• ระเบียบแก้ไขเพิ่มเติมว่าด้วยพลังงานหมุนเวียน (ไฟฟ้า) (บทบัญญัติชั่วคราว) ปี 2010
• ระเบียบแก้ไขเพิ่มเติมว่าด้วยพลังงานหมุนเวียน (ไฟฟ้า) (บทบัญญัติชั่วคราว) ปี 2552

ผู้เข้าร่วมโครงการพลังงานหมุนเวียนขนาดใหญ่และโครงการพลังงานหมุนเวียนขนาดเล็กที่เกี่ยวข้องทั้งหมดต้องปฏิบัติตามพระราชบัญญัติข้างต้น^{[ 77 ]}