Основным элементом термальной гелиосистемы является солнечный коллектор. Это устройство предназначено для преобразования энергии получаемой от солнечного излучения в тепловую энергию. Процесс трансформации энергии солнца в тепло проходит в поглощающей панели, которая разогревается под воздействием инфракрасного спектра солнечного излучения. Отбор и перемещение полученного тепла происходит благодаря каналам, которые находятся внутри поглощающей панели. Для уменьшения тепловых потерь в конструкции поглощающей панели предусмотрено теплоизоляционный слой. По каналам циркулирует жидкий теплоноситель перемещая тепловую энергию в теплообменник бака-аккумулятора и в свою очередь передавая тепло воде. Когда теплоноситель охлаждается он возвращается в солнечный коллектор, где снова происходит процесс нагрева. Циркуляция теплоносителя между коллектором и аккумулирующим баком происходит непрерывно до момента нагрева воды до необходимой температуры.

Вода нагретая с помощью термальных фотоколлекторов может быть использована для горячего водоснабжения, отопления и для технологических или бытовых потребностей. Для того, чтобы нагреть 100 литров воды гелиосистема должна состоять из 2-3 метров квадратных солнечных фотоколлекторов. Такая установка в летний солнечный день способна обеспечить нагревание воды до температуры 90°С, а в зимний ясный день – до 50°С. Для эффективной работы гелиосистемы она должна быть правильно настроена. Но конечно же значительная часть эффективности системы будет зависеть от того, сколько энергии поглотит фототермальный коллектор.

На сегодняшний день на рынке Украины предложено большое количество вариантов солнечных коллекторов. Количество вырабатываемой тепловой энергии с помощью гелиосистем зависит от таких факторов:

– конструктивных особенностей и конфигурации гелиосистемы;
– степени облачности;
– температуры воды для нагрева;
– объема аккумулирующего бака;
– температуры наружного воздуха.

По этой причине для того, чтобы корректно рассчитать параметры гелиосистемы необходимо использовать специальное программное обеспечение. Коэффициент полезного действия солнечных нагревателей постоянно меняется и поэтому определяется для каждого конкретного случая в определенный момент времени.

Разработаны различные виды гелиоколлекторов, при этом самые распространенные плоские конструкции, а также устройства с вакуумными трубками. Главным элементом коллекторов является абсорбер, который непосредственно поглощает инфракрасное излучение. Он изготавливается из медных или алюминиевых трубок, которые имеют хорошие теплотехнические параметры. Поверхность абсорбера покрывается хромом или никелем. Для прозрачного покрытия поглощающих панелей используется стекло с минимальным содержанием атомов металлов, что обеспечивает хорошую пропускную способность для большей части излучения, которое непосредственно нагревает абсорбер.