۲-۱- مروری بر بکارگیری انرژی خورشیدی از گذشته تا کنون
۲-۱-۱- تاریخچه بکارگیری انرژی خورشیدی
کاربرد انرژی خورشیدی به قرن هفتم قبل از میلاد مسیح باز می گردد. از انرژی خورشیدی برای گرمایش، پخت و پز، روشنائی و روشن نمودن آتش استفاده می کردند. یونانیان و رومیان باستان معماری هایی را برای استفاده از نور و گرمایش انرژی خورشیدی در داخل ساختمان خود داشته اند. در قرن هفتم قبل از میلاد مسیح مردمان باستان از ذره بین برای تمرکز نور خورشید جهت روشن نمودن آتش استفاده می کردند. در قرن سوم قبل از میلاد مسیح رومیان و یونانیان با بهره گرفتن از آینه مشعلهای خود را روشن می نمودند و در قرن دوم پیش از میلاد مسیح ؛ ارشمیدس دانشمند یونانی با بهره گرفتن از بازتابش نور خورشید از سپری برنزی و متمرکز نمودن نور خورشید توانست کشتی های چوبی دشمنان را آتش بزند.

( اینجا فقط تکه ای از متن پایان نامه درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. )

شکل ۲-۱: به آتش کشیدن کشتی های چوبی به کمک متمرکز نمودن نور خورشید
بیست سال بعد از میلاد مسیح مردمان چین از آینه برای روشن نمودن مشعلهای خود استفاده کردندو در فواصل قرن یک تا چهارم میلادی رومیان حمامهای خانه های خود را به گونه ای طراحی نمودند که از نور خورشید برای گرم شدن آب بهره ببرند. در قرن سیزدهم میلادی اجداد پوئبلو در آمریکای شمالی خانه های صخره ای خود را رو به جنوب ساختند تا از گرمای خورشید در زمستان بیشتر بهره ببرند.
به همین ترتیب کاربرد انرژی خورشیدی ادامه یافت تا در سال ۱۷۶۷ میلادی دانشمندی سوئیسی اولین کلکتور خورشیدی را ساخت و در سال ۱۸۳۹ میلادی ادموند بکرل دانشمند فرانسوی اثر فتوولتائیک را کشف نمود. او هنگام کار با پیل الکترولیز که با دو الکترود فلزی در محلول الکترولیت خود بود به این نتیجه رسید که وقتی در معرض نور خورشید قرار می گیرد میزان تولید برق افزایش می یابد . در سال ۱۸۶۰ میلادی ریاضیدان فرانسوی August Mouchet کار بر روی موتور بخار خورشیدی را آغاز کرد. بعد از ۲۰ سال او و دستیارش Abel Pifre  موتورهایی را ساختند که نمونه های مدرن آن در حال حاضر در کلکتورهای سهموی خطی استفاده می گردد. تحقیقات ادامه پیدا کرد تا در سال ۱۸۷۳ میلادی Willoughby Smith قابلیت هدایت نور سلنیوم را کشف نمود و William Grylls Adams  و Richard Evans Day کشف کردند که وقتی سلنیوم در مقابل نور خورشید قرار می گیرد برق تولید می کند. اکتشافات ادامه پیدا کرد تا در سال ۱۸۹۱ میلادی اولین آب گرمکن خورشیدی توسط کلارنس آمریکایی ثبت اختراع گردید و در سال ۱۹۰۸ میلادی ویلیام جی بیلی یک کلکتور با سیم پیچ مسی و یک جعبه عایق ساخت که این طرح تقریبا شبیه همان طرحی است که امروزه برای کلکتورهای خورشیدی استفاده می شود.
حال نوبت به بهره گیری از این اکتشافات بود که برای اولین بار از سال‌ ۱۹۴۰ به بعد استفاده از انرژی خورشیدی در تولید آب گرم مصرفی و گرمایش ساختمان‌ها در کشورهای آمریکا، روسیه (تاشکند و عشق‌آباد)، استرالیا و سایر کشورهای جهان، رو به توسعه گذاشت. در این زمان، ۸۰% خانه‌های جدیدی که در میامی طی سال‌های ۱۹۳۵ و ۱۹۴۱ ساخته شد، سیستم‌های خورشیدی داشت. شاید حدود ۶۰۰۰۰ آبگرمکن خورشیدی طی این دوره، تنها در این ناحیه فروخته شد. همچنین، آزمایش‌هایی در زمینه به کارگیری انرژی خورشیدی برای گرم کردن خانه‌ها به وسیله مؤسسه فناوری ماساچوست در کلرادو صورت گرفت. در سال ۱۹۴۶ در هندوستان، کوره‌هایی ساخته شد که با انرژی خورشیدی کار می‌کردند و در اواسط دهه ۱۹۵۰ میلادی اولین ساختمان اداری تجاری در جهان که با آبگرمکن خورشیدی کار می کرد طراحی شدو در سال ۱۹۶۳ میلادی ژاپن یک پنل ۲۴ واتی را بر روی یک فانوس دریایی نصب نمود. همچنین همچنین سال ۱۹۶۴ میلادی یک رخداد تاریخی صورت پذیرفت و ناسا اولین ماهواره ای که با سلولهای فتوولتائیک به ظرفیت ۴۷۰ وات تغذیه می گردید توسط سفینه فضایی به فضا پرتاب نمود و همچنین مرکز تحقیقات لوئیس ناسا برای اولین بار شروع به نصب ۸۳ سیستم فتوولتائیک در سرتاسر جهان نمود که برای روشنائی درمانگاهها، پمپاژ آب و تلویزیون کلاس ها و موارد دیگر به کار می رفت.
طراحی های عظیم در راستای استفاده از انرژی تجدیدپذیر خورشید ادامه پیدا کرد تا اینکه در سال ۲۰۰۲ میلادی بزرگترین سیستم خورشیدی پشت بامی در کالیفرنیا نصب گردید و در اواخر سال ۲۰۰۸ میلادی بزرگترین پارک خورشیدی در آلمان بوسیله سیستمهای تین فیلم راه اندازی گردید.
۲-۱-۲- استفاده کنونی از انرژی خورشیدی در جهان
با توجه به آمار جهانی انرژی خورشیدی در راستای سیستم های فتوولتائیک ،حدود ۳۰ گیگاوات از ظرفیت فتوولتائیک جدید در سراسر جهان در سال ۲۰۱۱ عملیاتی شده است و با افزایش ۷۴ درصدی در کل دنیا به میزان ۷۰ گیگاوات رسیده است. نصب و راه اندازی واقعی در طول سال ۲۰۱۱ نزدیک به ۲۵ گیگاوات بوده است چراکه بعضی از ظرفیتهای متصل شده به شبکه در سال ۲۰۱۰ نصب شده بوده اند. ظرفیت عملیاتی سیستمهای فتوولتائیک در آخر سال ۲۰۱۱ در حدود ۱۰ برابر میزان کل نصب شده جهانی در ۵ سال قبل بوده است و بدین وسیله به طور متوسط نرخ رشد سالانه ۵۸ درصدی را در بازه زمانی ۲۰۰۶ تا ۲۰۱۱ به ارمغان آورده است.
گرمایش خورشیدی آب نیز سهم عمده­ای در دستیابی به هدف کاهش انتشار CO₂ را دارا بوده است. برای این منظور، هدف کوتاه مدت اتحادیه اروپا دستیابی به ۱۵ میلیون متر مربع جمع­کننده تا سال ۲۰۰۴ بوده است. وضعیت فعلی بازار وآمارها نشان می­دهدکه روشن­ترین راهبرد توسعه بازارحرارتی خورشیدی، بکارگیری آبگرمکن های خورشیدی در خانه­های ویلایی و سیستم­های اشتراکی (جمعی) گرمایش آب در کل کشورهای اتحادیه اروپاست. هدف بلند مدت اتحادیه اروپا دستیابی به ۱۰۰ میلیون مترمربع سطح جمع­کننده تا سال ۲۰۱۰ است.
۲-۱-۳- کاربرد انرژی خورشیدی در ایران
خوشبختانه در چند سال اخیر فعالیت در زمینه انرژی خورشیدی در ایران گسترش چشمگیری داشته است. در چند مرکز، از جمله مرکز تحقیقات و کاربرد انرژی­های نو و مرکز پژوهش­های خواص و کابرد مواد و نیرو و چند دانشگاه و همچنین در تعدادی مراکز تولیدی فعالیت در زمینه انرژی خورشیدی در جریان است. اولین سمینار انرژی­های نو در ایران در اردیبهشت ۱۳۶۰ تشکیل شد و تعداد ۲۰ مقاله در این سمینار ارائه شد. در دومین سمینار انرژی­های نو در تیر ۱۳۶۲ تعداد ۱۷ مقاله در زمینه انرژی خورشیدی ارائه شد.
کشور ایران نیز در نواحی پرتابش واقع است و مطالعات نشان می دهد که استفاده از تجهیزات خورشیدی در ایران مناسب بوده و میتواند بخشی از انرژی مورد نیاز کشور را تأمین نماید. ایران کشوری است که بین عرض جغرافیایی ۲۵ تا ۵/۳۹ درجه شمالی قرار گرفته است و با وجود حدود ۳۰۰ روز آفتابی در بیش از دو سوم آن و متوسط تابش ۵/۵ – ۵/۴ کیلووات ساعت بر متر مربع در روز ، یکی از کشورهای با پتانسیل بالا در زمینه انرژی خورشیدی معرفی شده است.
شکل ۲-۲: پتانسیل تابش و نقشه تابش خورشید در ایران
مقدار کل تابش به وسیله زاویه تابش تعیین می شود. در نتیجه جنوب ایران به دلیل زاویه عمودی تر مقدار انرژی بیشتری نسبت به شمال دارد. یکی دیگر از دلایل افزایش شدت تابش از شمال به طرف جنوب ابرناکی آسمان است که مقداری از تابش را بر می گرداند. سواحل دریای خزر به علت کمی ساعات آفتابی و ارتفاع کم حداقل انرژی تابشی را دارد. تمام مناطق آذربایجان، بخشی از کردستان و قسمتهای از شمال شرقی انرژی کمی دریافت می کند، مناطق با تابش زیاد شامل دامنه های جنوبی البرز، ارتفاعات خراسان، زاگرس میانی، جلگه و سواحل جنوب و نیز مناطق با تابشی خیلی زیاد شامل زاگرس جنوبی، دشت لوت، چاله جازموریان و ارتفاعات بشاگرد می‌باشد.
۲-۱-۴- فعالیتهای اجرا شده و در حال اجرا در حوزه انرژی خورشیدی در ایران
احداث نیروگاه حرارتی خورشیدی سهموی خطی شیراز به ظرفیت ۲۵۰ کیلووات تا مرحله تولید بخار و انجام تحقیقات در زمینه فناوری ساخت و تست قالب مربوط به آینه کلکتور.
شروع این پروژه در سال ۱۳۷۹ بوده و در سال ۱۳۸۷ نیز فاز بخار آن تکمیل شده است. نیروگاه خورشیدی شیراز از ۴۸ عدد کلکتور سهموی در ۸ ردیف ۶ تایی تشکیل شده است که در راستای شمال- جنوب نصب گردیده است. طول هر کلکتور ۲۵ متر و دهانه آن ۴/۳ متر میباشد بر روی هر کلکتور ۶ عدد لوله جاذب استوانه ای شکل با پوشش کرم سیاه یا سرمت میباشد که بوسیله شیشه های پیرکس پوشانده شده است. این لوله ها در طول خط کانونی کلکتور قرار میگیرد.کل مجموعه بر روی سازه های نگهدارنده نصب شده است و توسط سیستم های ردیابی با سیستم کنترلی خورشید را در طول روز تعقیب میکند.
انرژی حرارتی پرتو های خورشید توسط لوله های گیرنده جذب شده و به سیال انتقال حرارت که روغن میباشد منتقل میشود . سیال تا ۲۶۵ درجه سانتیگراد گرم میشود و سپس روغن داغ وارد مبدلهای حرارتی شده و پس از عبوراز مبدل، آب را به بخار سوپر هیت تبدیل میکند و بخار حاصل وارد ماشین بخار شده و توسط ژنراتور برق تولید میشود .نیروگاه خورشیدی شیراز  شامل ۴۸ عدد کلکتور ، ۴۹۹۲ عدد آینه نصب شده بر روی کلکتور ها ، ۲۸۸ عدد لوله گیرنده میباشد.همچنین هر آینه تعداد ۴ عدد پایه سرامیکی و هر کلکتور ۴۱۶ عدد پایه سرامیکی دارد. مجموع تعداد پایه سرامیکی کل نیروگاه ۱۹۹۶۸ عدد می باشد .
برقرسانی فتوولتائیک به روستاها (برقرسانی به ۳۵۸ خانوار روستایی) جمعاً به ظرفیت۳۸۶ کیلووات
طرح برقرسانی روستایی در سال ۱۳۸۵ ابتدا از استان قزوین آغاز و سپس دراستانهای گیلان ، زنجان ، بوشهر ، یزد و کردستان اجراءگردید  .در این پروژه مجموعاً نصب  ۵۸ سیستم فتوولتائیک جهت برق رسانی به روستاهای فاقد برق و به صورت پایلوت با موفقیت انجام شده است . تنوع توانهای ۷۰۰ وات و ۵/۱ کیلووات به جهت تست شرایط مختلف در سیستم های پایلوت ، تجربه های مفیدی را در بر داشته است که از جمله مهمترین آنها استفاده بهینه از این سیستمها میباشد بطوریکه مشاهده میگردد این سیستمها قابلیت استفاده در سراسر ایران را دارد ، چنانچه فرهنگ مدیریت بر مصرف و نگهداری این سیستمها وجود داشته باشد. در همین راستا پروژه برقرسانی به ۶۳۴ خانوار روستایی نیز در سال ۱۳۸۷ تعریف گردیده و تاکنون در دست اجرا می باشد.
طراحی ،نصب و راه اندازی نیروگاه فتوولتائیک با ظرفیت اسمی ۹۷ کیلووات در منطقه سرکویر سمنان
این پروژه در سال ۱۳۷۳  آغاز و در سال ۱۳۷۴ توسط سازمان انرژی اتمی ایران به پایان رسید . و در سال ۱۳۸۳ بعد از مصوبه تجمیع به وزارت نیرو منتقل گردید.نیروگاه فتوولتائیک سمنان شامل: ۲ باب ساختمان ( هر کدام حدود ۹۰ متر مربع زیر بنا که یک دستگاه آن اداری و دستگاه دیگر سالن تولید نیروگاه می باشد)، یک ساختمان منبع آب به همراه چاه آبیاری کشاورزی، حدود ۴۵۰ پانل ۵۳ وات ژاپنی و ۱۵۵۰ پانل ایرانی۴۵ وات، ۲۲۰ عدد باطری ۲ ولت ۴۹۰ آمپر ساعت ، ۶ دستگاه اینورتر ایرانی و ۶ دستگاه اینورتر خارجی ساخت شرکت SMA آلمان. این نیروگاه از طریق تابلوی تولید اصلی نیروگاه و خط زمینی به یک دستگاه ترانس و خط هوایی ۲۰ کیلوولت متصل شده است. دستاورد اصلی این پروژه تأمین بخشی از نیاز انرژی الکتریکی کشور از طریق سیستم های PV  و تزریق برق تولیدی این سیستم ها به شبکه می باشد.
طراحی، نصب و راه اندازی نیروگاه فتوولتائیک با ظرفیت اسمی ۳۰ کیلووات متصل به شبکه در طالقان
سیستم فتولتائیک ۳۰ کیلووات متصل به شبکه در سایت طالقان در دامنه البرز جنوبی واقع می باشد. طول جغرافیایی محل نیروگاه ۵۰ درجه و ۳۴ دقیقه و عرض جغرافیایی ۳۶ درجه و ۱۱ دقیقه می باشد، ظرفیت نصب شده ۴۰ کیلووات و قابلیت افزایش تا ۱۰۰ کیلووات را دارا می باشد این نیروگاه در سال ۱۳۸۱ به بهره برداری رسیده و عمر مفید آن ۲۵ سال تخمین زده می شود. هدف از اجرای این پروژه  تولید انرژی الکتریکی و تزریق آن به شبکه سراسری و تأمین بخشی از نیاز کشور می باشد.
طراحی ، نصب و راه اندازی نیروگاه فتوولتائیک با ظرفیت اسمی ۵ کیلووات در منطقه دربید یزد
این پروژه توسط سازمان انرژی اتمی ایران اجراء گردیده و در سال ۱۳۸۳ به وزارت نیرومنتقل گردیده است. این نیروگاه شامل: ۲ باب ساختمان( هر کدام حدود ۹۰ متر مربع که یک دستگاه آن اداری و دستگاه دیگر سالن تولید نیروگاه می باشد)، یک ساختمان منبع آب به همراه چاه آبیاری کشاورزی، حدود ۴۵۰ پانل ۵۳ وات ژاپنی و ۱۵۵۰ پانل ایرانی۴۵ وات، ۲۲۰ عدد باطری ۲ ولت ۴۹۰ آمپر ساعت ، ۶ دستگاه اینورتر ایرانی و ۶ دستگاه اینورتر خارجی ساخت شرکت SMA آلمان. این نیروگاه از طریق تابلوی تولید اصلی نیروگاه و خط زمینی به یک دستگاه ترانس و خط هوایی ۲۰ کیلوولت متصل شده است. این نیروگاه در ۱۲۰ کیلوومتری جنوب دامغان مجاور دو روستای حسینان و معلمان واقع شده است. ظرفیت نصب شده آن ۹۷ کیلووات می باشد و به منظور تزریق برق تولیدی به شبکه فشار ضعیف روستا برای جبران کاهش ولتاژ و توان شبکه و تأمین بخشی از نیاز انرژی الکتریکی کشور از طریق سیستم های PV . تزریق برق تولیدی این سیستم ها به شبکه احداث گردیده است.
سیستم فتوولتایی روشنایی تونل ـ تونل­های جاده چالوس، با ۴۴۰۰ پانل و خروجی KW200
تامین انرژی الکتریکی لازم برای پاسگاه­های مرزی مربوط به وزارت کشور
روشنایی برق فتوولتایی کرج ـ با سه پانل ـ و لامپ W70 از نوع NaHP و باتری AH120 و خروجی W135
پمپ خورشیدی کرج برای کشاورزی با ۸۴ پانل و حجم ذخیره آب day/³m50 و خروجی KW5/3 (مرکز تحقیقات و آموزش مدیریت واقع در مهرشهر کرج)
برق فتوولتایی چراغ­های روشنایی پارک پردیسان
تجهیز موزه نیرو با سیستم­های انرژی­های تجدیدپذیر (فتوولتایی)، ۱۳۷۸
مطالعه انواع فن اوریهای آب شیرین کن خورشیدی
هدف از اجرای این پروژه تحقیقاتی که در سال ۱۳۸۷ آغاز گردید، بررسی و شناخت استانداردهای مربوط به آب آشامیدنی ، بررسی و شناخت انواع سیستمهای آب شیرین کن ها و بررسی استانداردهای مربوطه از دیدگاه فنی ، اقتصادی و زیست محیطی و بررسی و شناخت انواع آب شیرین کن های خورشیدی و معرفی انواع مناسب آن برای مناطق مختلف اقلیمی کشور میباشد. همچنین ارزیابی اقتصادی نیز در خصوص آب شیرین کن های انتخابی صورت خواهد گرفت.
طرح آب شیرین­کن و حمام خورشیدی در روستای بابا چشمه از توابع اسفراین.
ارزیابی رفتار مصرف کنندگان سیستم های انرژی خورشیدی(آبگرمکن و اجاق) در منطقه جنگلی آرمرده
بررسی تجارب جهانی در زمینه استفاده از سیستم های آبگرمکن و اجاق خورشیدی، تحقیق و مکانیابی جهت انتخاب یک روستای مناسب در کشور، مطالعه وبررسی میزان تابش در منطقه انتخابی و تعیین عوامل موثر بر عملکرد سیستم های خورشیدی(آب گرمکن و اجاق خورشیدی)، بررسی الگوی مصرف انرژی ساکنان روستای انتخابی، راه اندازی و بهره برداری از سیستم های خورشیدی، تدوین دستورالعملهای استفاده از سیستم های خورشیدی و آموزش مصرف کنندگان، ایجاد مکانیزم مناسب جهت پردازش اطلاعات میدانی و جمع آوری اطلاعات از مصرف کنندگان و تحلیل نتایج و مقایسه آن با نتایج مورد انتظار، ارزیابی و تحلیل رفتار مصرف کنندگان از جمله فعالیتهایی است که در این پروژه انجام گردیده است.
آبگرمکن خورشیدی برای مدارس و ساختمان­های عمومی با ظرفیت lit/day.Modular150 و جمع­کننده با مساحت سطحی ^۲m2 از نوع اکسیدآندی سیاه و لوله مسی یک اینچی برای لوله­های چند راهه (چند شاخه) و لوله مسی ۵/۰ اینچی برای لوله­های بالا برنده.
تأمین آبگرم مصرفی شهرهای زابل و زهک در استان سیستان با بهره گرفتن از سیستم­های خورشیدی با ۱۵ جمع­کننده به مساحت ۲m30 و حجم منبع ذخیره، همراه با مبدل حرارتی lit1200 و پمپ به قدرت W110 و منبع انبساط به حجم lit150.
تأمین آبگرم مصرفی برای مصلی شهرستان زهک در ۳۰ کیلومتری زابل که شامل ۱۰ جمع­کننده موازی و سری است، برای تامین آبگرم و روشنایی و گرمایش و سرمایش کلیه مسجدها و نمازخانه­ها و استراحتگاه­های بین شهری
۲-۲- انواع سیستم های آبگرمکن خورشیدی
۲-۲-۱- آبگرمکن خورشیدی جابجایی طبیعی (ترموسیفون)
آب‌گرم‌کن خورشیدی دستگاهی است که با جذب انرژی خورشیدی آب مورد نیاز را گرم می‌کند. استفاده از انرژی خورشیدی جهت گرم نمودن آب به جهت رایگان بودن این منبع عظیم انرژی، از نظر اقتصادی بسیار مقرون به صرفه می‌باشد. سیستم‌های آبگرمکن خورشیدی دارای تقسیم بندی‌های مختلفی می‌باشند.
سیستم آبگرمکن خورشیدی جابجایی طبیعی و یا ترموسیفون از کلکتور خورشیدی، مخزن دو جداره، المنت برقی، لوله و شیر آلات و سازه نگهدارنده تشکیل شده است. این سیستم که متداولترین و ساده­ترین سیستم آبگرمکن خورشیدی می باشد بر همرفت طبیعی آب گرم متکی است. این سیستم شامل دو سیکل باز و بسته می باشد، در سیکل بسته محلول آب و ضدیخ، درون کلکتور و جداره خارجی مخزن در گردش می باشد در اثر تابش نور خورشید به صفحات جاذب کلکتورها و جذب انرژی گرمایی توسط این صفحات سیال موجود در کلکتورها در اثر خاصیت رسانایی گرم می شود. در اثر وجود اختلاف دما چگالی بین ابتدا و انتهای رایزر متفاوت است. این پدیده باعث بوجود آمدن خاصیت ترموسیفون در رایزر می شود و بنا به این خاصیت سیال گرم به بالا حرکت کرده و به منبع ذخیره وارد می گردد و سپس این گرما از جداره خارجی مخزن به آب گرم مصرفی انتقال می یابد.در استفاده از آبگرمکن­های ترموسیفونی اقدام­های احتیاطی لازم است، زیرا با وجود بالا بردن سطح مخزن ذخیره، امکان جریان معکوس سیال از مخزن به جمع­کننده در شب­های سرد هست.
در سیکل باز آب سرد تغذیه­کننده از قسمت پایین به مخزن ذخیره هدایت می­ شود و آبگرم مصرفی نیز از بالاترین نقطه مخزن به طرف مصرف می­رود. به علت بسته بودن سیستم و برای جلوگیری از خطر انبساط حرارتی سیال، وجود یک مخزن انبساط باز و یا بسته مجهز به شیر اطمینان ضروری است.
شکل ۲-۳: آب گرمکن خورشیدی ترموسیفونی
۲-۲-۲- آبرگرمکن خورشیدی جابجایی اجباری (پمپی)
برای توصیف این مدل از آبگرمکن خورشیدی ابتدا به توصیف هرکدام از قسمت های تشکیل دهنده این سیستم می پردازیم.
۱- کلکتور خورشیدی نوع خاصی از مبدل حرارتی است که در شکل ۲-۴ انواع مختلف کلکتورهای مسطح خوشیدی نمایش داده شده است که در این تحقیق بیشتر مد نظر می باشد که به تشربح آن می پردازیم. کلکتور خورشیدی انرژی تابشی خورشید را به گرما تبدیل می­ کند. کلکتور خورشیدی از چندین لحاظ با مبدل­های حرارتی متداول تفاوت می­ کند. مبدل­های حرارتی معمولاً تبادل مایع با مایع را انجام می­ دهند که این تبادل با نرخ انتقال حرارت بالایی انجام می­پذیرد که در آن تابش عامل غیر مهمی است. در کلکتور خورشیدی، انرژی تبادل شده از منبع با فاصله زیاد به صورت انرژی تابشی به سیال منتقل می­ شود.