Многие живые существа ощущают прямое влияние солнечной радиации, привыкли на интуитивном уровне пользоваться теплом звезды, греться на солнышке. Но только человек способен проанализировав многие факторы обернуть поток солнечных лучей себе во благо более эффективным образом. Создавая коллекторы для преобразования световой энергии, люди учитывают, например, более интенсивный нагрев затемненной поверхности.

Наиболее очевидно использование так называемого «парникового эффекта». Проходящий через какой-нибудь проницаемый барьер свет солнца, попадает далее в черный теплоприемник. Прозрачными материалами могут быть обычные стеклянные листы, панели из поликарбоната, различные пленки.

Солнечными лучами греется не столько темный приемник тепла, сколько воздух между ним и стеклом. Нагретую массу воздуха используют в дальнейшем воздушном отоплении. Существуют целые супер-солнечные здания, где плоскости стен и скаты крыш многослойной конструкции успешно аккумулируют бесплатное тепло. Наружная поверхность стены прозрачна, пропускает световые лучи, средняя часть собирает энергию, а панель-теплоизолятор внутри не дает тепловой энергии бесконтрольно проникать в помещение, перегревать его либо убегать на улицу.

Конструкция самого древнего и наиболее распространенного коллектора плоского типа похожа на черный ящик под стеклом. Он дешевый, но недостаточно эффективный, летом теплоноситель в нем нагревается всего 8 часов за сутки, когда угол падения на него теплых лучей превышает 30 градусов.

В коллекторе трубчатого типа солнце греет черную трубку, заключенную для лучшей теплоизоляции внутри трубы из стекла. Жидкий теплоноситель отбирает тепло из черной трубки и переносит его дальше. Так как светопоглощающий элемент трубка круглой формы площадь, обращенная в сторону солнца постоянна в течение десяти часов. К сожалению, поверхность, от которой тепло солнца возвращается назад на улицу, достаточно велика.

Чтобы уменьшить потери тепла солнечный трубчатый коллектор усовершенствовали, создав вакуумную версию поглощающего элемента. Преобразующая трубка помещена соосно внутри защитной наружной стеклянной трубы, но отделена от нее изолирующим вакуумом. Вакуум, пропуская беспрепятственно внутрь солнечные лучи, блокирует движение тепла назад в атмосферу.

Солнечный концентрирующий коллектор отличается от предыдущих вариантов фокусированием солнечного света. Главная деталь подобных устройств рефлектор, собирающий рассеянную световую энергию со всей площади отражения и направляющий ее на узкий светопоглощающий элемент. Зеркала увеличивают значение мощности светового луча попадающего на единичную площадь поглотителя тепла.

Максимально энергию солнца способен принять подвижный солнечный коллектор, постоянно ориентируемый по направлению нашей звезды. Это легко объяснить, потому что прямое излучение солнечной энергии вдвое мощнее рассеянного света. Наибольшее количество диффузного света идет именно со стороны солнца, кроме случаев с сильным туманом, сплошной облачностью.

Сегодня различают три способа следования за солнцем: поворотом за ним только зеркал, разворотом всего коллектора, перемещением зеркала совместно с элементом, который нагревают. Хотя во всех этих случаях системы оптимальным образом обращены к солнцу, но кроме дороговизны, сложности оборудования, они еще нуждается в постоянном расходе электроэнергии на пространственные манипуляции.