Das Wasser eines in der Sonne liegenden Gartenschlauchs erwärmt sich. Die Strahlungsenergie trifft auf die Schlauchwand, wird in Wärmeenergie umgewandelt und das im Inneren fließende Wasser abgegeben. Das gleiche Prinzip kommt bei Anlagen zum Einsatz, die der Erzeugung von Warmwasser für Gebäude oder Schwimmbäder dienen.

In der einfachsten und kostengünstigsten Variante fließt ein Trägermedium durch schwarze Kunststoffschläuche bzw. -matten (Absorber) und erwärmt sich dabei. Die so erzielbaren Temperaturen reichen zur Erwärmung des Badewassers in Schwimmbädern aus. Die Methode ist bereits bei heutigen Preisen der Warmwasserzeugung mit fossilen Brennstoffen wirtschaftlich überlegen.

Aufwändiger sind dagegen Solarkollektoren, bei denen der Absorber durch eine Glasscheibe auf der Sonnenseite und eine Dämmschicht auf der Dachseite gegen Wärmeverluste isoliert wird. Durch die Isolierung kann auch noch bei kalter Außenluft Warmwasser erzeugt werden.

Marktgängige Modelle solcher Flachkollektoren haben eine Fläche von ca. 2-5 m² . Für ein Einfamilienhaus werden meist 5 m² Kollektorfläche installiert. Das erzeugte Warmwasser deckt etwa 60 % des jährlichen Bedarfs.
Im Sommer wird der Warmwasser-Bedarf vollständig durch die Solarkollektoren gedeckt, im Winter ist eine zusätzliche konventionelle Heizung notwendig.

In unseren Breiten liefern Solarkollektoren mit südlicher Ausrichtung und einer Neigung von 50 % gegenüber der Horizontalen optimale Energieerträge. Die Verluste bei Abweichung von diesen Idealwerten sind relativ gering. Für eine nur um 20 Grad geneigte, nach Südwesten orientierte Anlage liegen die Verluste beispielsweise unter 10 %.

Um den unterschiedlichen Tagesverlauf von Warmwassererzeugung und -verbrauch auszugleichen, benötigt eine Solarkollektoranlage zusätzlich einen Speichertank. Für ein Einfamilienhaus liegt dessen Größe meist bei ca. 300 Litern. Unterstützt die Anlage zusätzlich die Raumheizung, so wird ein größerer Tank (ca. 400 – 500 Liter) benötigt.