Solarthermie ist ein Mittel zur Sammlung und Speicherung von Energie in Form von Wärme, die aus der Sonne gewonnen wird. Ein passives Solarheizsystem sammelt und überträgt diese Energie passiv. Oberlichter und Gewächshäuser sind Beispiele für passive Solarheizungssysteme, da sie Sonnenwärme passiv aufnehmen, diesen Prozess jedoch nicht aktiv verbessern. Aktive Solarheizung hingegen fördert aktiv die Sammlung, Speicherung oder Übertragung dieser Energie. Aktive Solaranlagen verteilen die gesammelte Wärme über Ventilatoren und Pumpen.
Die Kollektoren einer aktiven Solaranlage bestehen typischerweise aus siliziumbasierten Solarzellen, auch Photovoltaikzellen genannt, die das Sonnenlicht absorbieren. Sonnenkollektoren, bestehend aus Solarzellen, werden normalerweise auf dem Dach eines Hauses oder eines Gebäudes installiert; Je größer die Anzahl der Zellen oder die Größe der Paneele, desto größer die Sonneneinstrahlung.
Es gibt zwei allgemeine Arten von aktiven Solarheizungssystemen. Der Unterschied zwischen ihnen basiert auf der Substanz, die verwendet wird, um die Wärme im Sonnenkollektor zu sammeln und zu übertragen. Diese Substanz ist normalerweise entweder flüssig oder Luft. Flüssigkeitsbasierte Systeme, auch als Hydronik bekannt, verwenden normalerweise Wasser oder eine Frostschutzlösung, um Wärme zu sammeln und zu übertragen. Dampf- und Warmwasserheizkörper sind eine der ältesten Formen der Wasserheizung. Luftbasierte Systeme gibt es normalerweise in einer von zwei Formen – Luftraumheizungen oder Transpirationsluftkollektoren. Beide beheizen Räume, tun dies jedoch über unterschiedliche Mechanismen.
Unabhängig davon, ob die Solaranlage mit Luft oder Flüssigkeit betrieben wird, werden die Kollektoren in der Regel auf dem Dach eines Gebäudes oder Hauses installiert. Die gespeicherte Energie ist jedoch in flüssigkeitsbasierten Systemen typischerweise im Keller oder an einem anderen Ort auf niedrigerer Ebene untergebracht.
Aktive Solarwärmesysteme können an das allgemeine Stromnetz angeschlossen werden und in einigen Fällen, wenn das System überschüssige Sonnenenergie produziert, die über den Bedarf eines Haushalts hinausgeht, kann es an das öffentliche Versorgungsunternehmen zurückverkauft werden. Ziel einer aktiven Solarheizung ist es, ca. 40–80 Prozent eines Innenraums zu beheizen. Im Idealfall sollte eine aktive Solaranlage Funktionen – Luft- und Wassererwärmung – vereinen und damit das ganze Jahr über arbeiten.
In stark sonnigen Gebieten kann ein aktives Solarheizungssystem elektrische, Propan- oder Ölwärme stark ergänzen und die Heizkosten erheblich reduzieren. Obwohl die Installationskosten hoch sein können, bieten immer mehr staatliche Stellen Steuerbefreiungen, Gutschriften und Abzüge an, um Einzelpersonen zu dieser umweltfreundlichen Option zu ermutigen.