Για την μετατροπή της προσπίπτουσας ηλιακής ακτινοβολίας σε θερμική ενέργεια χρησιμοποιούνται οι ηλιακοί συλλέκτες. Οι ηλιακοί συλλέκτες χωρίζονται στους επίπεδους ηλιακούς συλλέκτες και στους συλλέκτες κενού.

Ο Επίπεδος συλλέκτης μαύρης ή ημιεπιλεκτικής βαφής αποτελεί απλό τύπο συλλέκτη για την μετατροπή της ηλιακής ενέργειας σε θερμότητα. Αποτελείται από σωληνώσεις χαλκού, μέσα από τις οποίες κυκλοφορεί το μέσο μεταφοράς της θερμότητας (νερό ή μείγμα νερού-γλυκόλης), οι οποίες είναι σε επαφή με ένα φύλο χαλκού ή αλουμινίου μαύρης επιφάνειας (απορροφητής). Για τη μείωση των θερμικών απωλειών, ο απορροφητής είναι τοποθετημένος μέσα σε ένα μονωμένο περίβλημα, που στη μια μεριά έχει διάφανο υαλοπίνακα ώστε να επιτρέπεται η είσοδος της ηλιακής ακτινοβολίας. Οι επίπεδοι συλλέκτες χρησιμοποιούνται για τη θέρμανση νερού χρήσης καθώς και τη θέρμανση χώρου.

Πηγή : ΚΑΠΕ , TRASOL, Training material in the field of solar thermal systems

Ο Επίπεδος επιλεκτικός συλλέκτης είναι επίπεδος συλλέκτης, που χρησιμοποιεί απορροφητή επιλεκτικής επιφάνειας αντί της απλής μαύρης. Η μαύρη βαφή έχει αντικατασταθεί από υλικό υψηλής απορροφητικότητας της ηλιακής ακτινοβολίας (~95%) και μικρής εκπομπής ακτινοβολίας (~5%). Με τη χρήση επιλεκτικού απορροφητή, επιτυγχάνονται μεγαλύτεροι βαθμοί απόδοσης και υψηλότερες θερμοκρασίες νερού. Οι επίπεδοι επιλεκτικοί συλλέκτες χρησιμοποιούνται για τη θέρμανση νερού χρήσης καθώς και για τη θέρμανση και τον κλιματισμό χώρου.

Οι συλλέκτες κενού αποτελούνται από σειρές παράλληλων γυάλινων σωλήνων. Κάθε μεμονωμένος σωλήνας εκκενώνεται ώστε να μειωθούν οι θερμικές απώλειες. Η σωληνοειδής γεωμετρία είναι απαραίτητη στατικά, λόγω της διαφοράς πίεσης ανάμεσα στην ατμοσφαιρική πίεση και στο κενό στο εσωτερικό. Στο εσωτερικό κάθε σωλήνα υπάρχει επίπεδη ή καμπύλη πλάκα αλουμινίου που συνδέεται με ένα μεταλλικό (συνήθως χάλκινο) ή γυάλινο σωλήνα. Η πλάκα αλουμινίου επικαλύπτεται με ένα επιλεκτικό υλικό. Το ρευστό μετάδοσης θερμότητας είναι νερό και το οποίο κυκλοφορεί στις σωληνώσεις. Κάποιοι συλλέκτες σωλήνων κενού έχουν εξωτερικά κάτοπτρα πίσω από τους σωλήνες κενού ή μέσα στις γυάλινες σωληνώσεις. Τα εξωτερικά κάτοπτρα αυξάνουν την ακτινοβολία που συλλέγεται από τον συλλέκτη, αφού συνήθως η ακτινοβολία που περνάει μέσα από τον κενό χώρο ανάμεσα στους σωλήνες, οδηγείται πίσω στον απορροφητή. Η χρήση του κενού μειώνει τις θερμικές απώλειες των συλλεκτών και αποσκοπεί στη περαιτέρω αύξηση του βαθμού απόδοσης και της θερμοκρασίας νερού. Οι συλλέκτες κενού χρησιμοποιούνται για τη θέρμανση και τον κλιματισμό χώρου και υπό ειδικές συνθήκες για τη θέρμανση νερού χρήσης.