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太陽能熱水系統能夠利用太陽輻射的熱能來產生熱水。家用的太陽能熱水裝置通常由太陽能集熱器和一個儲水缸組成。太陽能集熱器能夠吸收太陽輻射，直接或間接地給水加熱。由此產生的熱水儲存於儲水缸，供之後使用。另一個方式是採用套裝太陽能熱水器，把太陽能集熱器和保溫儲水缸組合成一個整體。

通常太陽能熱水系統可以滿足按裝場地本身大部分的熱水需求，不足的部分由電力加熱（或者燃氣加熱補足）。

太陽能集熱器是至今最為廣泛應用的太陽能轉換裝置。全世界有數以百萬計的太陽能集熱器在使用中，太陽能集熱器可以根據其設計分為兩大類，即平板式集熱器和真空管式集熱器，後者又可以分為全玻璃性和玻璃—金屬型。

真空管集熱器通常比平板式集熱器昂貴，但是，由於K值比較低，在吸熱體與周圍環境相差較大時，真空管集熱器的轉換效率比較高一些。

太陽能熱水系統通常需要一個隔熱性能優良的儲水缸以儲存熱水。儲水缸通常設置了輔助電力加熱裝置（或者燃氣加熱裝置），以備在太陽能集熱器的輸出不足以滿足熱水需求的時候給水加熱。這種情況通常發生在沒有陽光或者陽光不足的時候，如夜晚、陰天或者一年中天氣比較冷的幾個月。

其它輔助設備包括控制器、循環泵、安全裝置如溫度/壓力安全閥和調溫閥（用以混合熱水）。控制器通過溫度感應器來監察集熱器和儲水缸的溫度，並在適當的溫差時啟動循環泵。儲水缸中溫度過高或者壓力過的時候，溫度/壓力安全閥會把熱水排出（通過排水管排至去水管道）。調溫閥用來控制被送至用戶的熱水的溫度，以避免燙傷。此閥門自動混合熱水和自來水，以確保用戶的水溫保持在安全溫度一下。

直接式（開環式）

在直接式（開環式）系統中，進水（將被使用的水）直接流經太陽能集熱器。

（上圖來源：Southface）

間接式（閉環式）

在間接式（閉環式）系統中，進水不由太陽能集熱器直接加熱。特殊的工作介質（如氟利昂、 丙二醇、蒸餾水等）在集熱器中及閉環回路中循環流動。此工作介質會流經儲水缸中的熱交換器，把熱量帶到進水中。

（上圖來源：Southface）

套裝太陽能熱水系統

市面上也有供應套裝太陽能熱水系統，該等設備把太陽能集熱器和保溫儲水缸組合成一個整體。這種熱水器的按裝比較簡單，因此更加適合小型設施或家庭使用。套裝太陽能熱水器有多種大小尺寸可供選擇。小型的熱水器足以滿足兩口之家，而大型的可以為8人家庭提供熱水。這種熱水器適合于低密度住宅，如別墅、獨立屋、村屋等，因為這種建築相對較多的屋頂可供按裝熱水器。