Thermische Solaranlagen bestehen aus den Komponenten Sonnenkollektor, Wärmespeicher, Solarkreislauf mit Pumpe und Sicherheitseinrichtungen und Regelung. Die im Ein- und Mehrfamilienhausbereich auch aus Kostengründen dominierende Form der Sonnenkollektoren sind die Flachkollektoren.
Flachkollektoren bestehen aus einem UV-beständigem Gehäuse und einer transparenten Abdeckung. Das Gehäuse umschließt den Absorber, der einfallendes Licht in Wärme umwandelt. Absorber bestehen in der Regel aus Kupferblech mit einer hochselektiven Beschichtung. Die Beschichtung sorgt für eine besonders effiziente Umwandlung von Licht in Wärme.
Auf der Rückseite des Absorbers befindet sich ein Rohrregister, welches mit dem Absorber fest verbunden ist und eine Dämmung gegen Wärmeverluste. Einfallendes Licht trifft auf die Beschichtung, wird in Wärme umgewandelt und über das Kupferblech an das Wärmeträgermedium im Rohrregister abgegeben.
Die Pumpe im Solarkreislauf sorgt dafür, dass das Wärmeträgermedium ständig zwischen Sonnenkollektor und Wärmespeicher umgewälzt wird. So wird die auf dem Dach gewonnen Energie über das Rohrrnetz zum Speicher transportiert und "eingelagert". Einrichtungen wie Sicherheitsventil und Ausdehnungsgefäß sorgen dabei für die Sicherheit der Anlage.
Damit die Sonnenanlage nur läuft, wenn Energieangebot durch die Sonne vorhanden ist, werden spezielle Regelungssysteme eingesetzt. Diese messen ständig die Temperaturen im Sonnenkollektor und im Wärmespeicher.
Steht im Kollektor genügend Wärme zur Verfügung geht die Pumpe in Betrieb. Durch die Drehzahlregelung der Pumpe kann der Volumenstrom zusätzlich an das ständig wechselnde Energieangebot der Sonne angepasst werden.
Hierdurch kann die Solarenergie optimal genutzt werden.