Os coletores solares planos funcionam aproveitando o efeito estufa – o mesmo princípio que pode ser experimentado ao entrar em um carro estacionado ao sol no verão.

O vidro atua como um filtro para certos comprimentos de onda da luz solar: permite principalmente a passagem da luz visível e é menos transparente com ondas infravermelhas de menor nível de energia.

O sol atinge o vidro do coletor, que é transparente ao comprimento de onda da radiação visível, permitindo a passagem da maior parte da energia. Isto então aquece a placa coletora que, por sua vez, se torna um emissor de radiação de ondas longas (infravermelho). Mas como o vidro é muito opaco para esses comprimentos de onda, mais energia entra do que sai, e o invólucro da caixa aquece acima da temperatura externa.

A placa coletora possui dutos por onde circula um fluido de transferência de calor que aquece e transporta essa energia térmica para onde for necessária.

O desempenho dos coletores depende de vários fatores. Naturalmente, a insolação (horas de sol e localização geográfica, mais ou menos sol) e a boa colocação do colector (orientação, inclinação e ausência de elementos que os sombreiem); Embora a caixa seja isolada termicamente, ela apresenta perdas para o ambiente externo, perdas que aumentam quanto mais frio estiver o ar ambiente e quanto maior for a temperatura do transportador de calor (maior diferença de temperatura com o exterior), portanto o desempenho melhora quanto menor a temperatura de trabalho. Além disso, quanto maior a temperatura da placa coletora, mais energética será sua radiação e mais transparência o vidro terá à sua frente, diminuindo assim a eficiência do coletor.

Dependendo da estação do ano, tanto em habitações unifamiliares como em edifícios, as instalações de energia solar térmica costumam fornecer entre 30% e 100% da água quente procurada, com médias anuais em torno de 40-50%, razão pela qual necessitam do apoio de sistemas convencionais de produção de água quente.

Utilizados para aquecimento, são indicados apenas para sistemas de baixa temperatura, como piso radiante, onde são utilizados para pré-aquecer a água da caldeira. De acordo com os diferentes estudos consultados, a redução de consumo obtida é estimada entre 25-45%, embora na prática não seja normalmente economicamente rentável dimensionar a instalação para reduções de consumo superiores a 30%, a menos que a instalação seja subsidiada. O problema da sua utilização para aquecimento é que nos dias em que as necessidades de aquecimento são maiores, a recolha e o desempenho dos colectores são menores, enquanto quando os painéis são mais eficientes, as necessidades de aquecimento são menores.

Para aquecer espaços, o ar também pode ser circulado através de painéis especialmente concebidos para o efeito, proporcionando aquecimento direto sem os riscos operacionais que a água apresenta (embora com menor eficiência devido à menor capacidade de transporte de calor do ar).

A utilização de painéis solares térmicos é particularmente adequada para a climatização de piscinas, uma vez que a baixa temperatura de trabalho exigida permite ainda tipos de colectores sem vidro de protecção, o que reduz muito os custos e o impacto ambiental da instalação. Além disso, não necessitam de acumulador, pois é a própria água da piscina que atua como tal.

Está sendo desenvolvida a utilização de coletores para resfriamento com máquinas de absorção, pois diferentemente do aquecimento, a maior demanda de resfriamento coincide com o melhor desempenho dos coletores.

Estima-se que 80% do consumo de energia de uma casa ocorre sob a forma de água quente a baixa temperatura (aquecimento e água quente sanitária). Desse consumo, aproximadamente 70% é utilizado para aquecimento. O aquecimento é, portanto, um dos grandes cavalos de batalha da poupança de energia.

Os colectores solares planos não são tecnologicamente complexos, pelo que o seu âmbito de evolução é muito limitado. Porém, atualmente conseguem captar cerca de 80% da energia recebida do sol. (Compare com 15-20% para painéis solares fotovoltaicos comuns).

Por exemplo, na Cidade do México, são obtidos 15 MJ/dia/m² no verão e 8-10 MJ/dia/m² no inverno.

Embora até ao final de 2006 a sua utilização no aquecimento fosse economicamente discutível e a sua viabilidade dependesse de subsídios estatais, hoje e devido principalmente ao aumento do preço do petróleo, constituem um investimento interessante.

No entanto, o principal obstáculo que esta tecnologia tem de ultrapassar é a sua utilização limitada ao longo do ano: a procura anual de aquecimento, ao contrário da água quente, não se distribui de forma homogénea, mas concentra-se nos meses mais frios, que também coincidem com aqueles com menor incidência solar. Por esta razão, os painéis de aquecimento permanecem inativos durante a maior parte do ano, dificultando o seu pagamento ao longo do tempo. A utilização massiva de painéis solares térmicos dependerá, portanto, da nossa capacidade de os utilizar no verão, por exemplo para arrefecimento. Outras pequenas melhorias incluiriam o que fazer com o excesso de calor nos meses em que, mesmo que estejam disponíveis para refrigeração, os coletores não são utilizados (como na primavera ou no outono), pois se não for dissipado adequadamente, o excesso de calor pode destruir os coletores, por isso devem ser dotados de sistemas de prevenção como pequenos radiadores externos, que aumentam o custo da instalação.

Finalmente, a sua utilização para aquecimento está ameaçada pela crescente popularização do aquecimento geotérmico.

A norma EN 12975" é a utilizada para testar coletores solares.[2]​.

Os coletores solares planos funcionam aproveitando o efeito estufa – o mesmo princípio que pode ser experimentado ao entrar em um carro estacionado ao sol no verão.

O vidro atua como um filtro para certos comprimentos de onda da luz solar: permite principalmente a passagem da luz visível e é menos transparente com ondas infravermelhas de menor nível de energia.

O sol atinge o vidro do coletor, que é transparente ao comprimento de onda da radiação visível, permitindo a passagem da maior parte da energia. Isto então aquece a placa coletora que, por sua vez, se torna um emissor de radiação de ondas longas (infravermelho). Mas como o vidro é muito opaco para esses comprimentos de onda, mais energia entra do que sai, e o invólucro da caixa aquece acima da temperatura externa.

A placa coletora possui dutos por onde circula um fluido de transferência de calor que aquece e transporta essa energia térmica para onde for necessária.

O desempenho dos coletores depende de vários fatores. Naturalmente, a insolação (horas de sol e localização geográfica, mais ou menos sol) e a boa colocação do colector (orientação, inclinação e ausência de elementos que os sombreiem); Embora a caixa seja isolada termicamente, ela apresenta perdas para o ambiente externo, perdas que aumentam quanto mais frio estiver o ar ambiente e quanto maior for a temperatura do transportador de calor (maior diferença de temperatura com o exterior), portanto o desempenho melhora quanto menor a temperatura de trabalho. Além disso, quanto maior a temperatura da placa coletora, mais energética será sua radiação e mais transparência o vidro terá à sua frente, diminuindo assim a eficiência do coletor.

Dependendo da estação do ano, tanto em habitações unifamiliares como em edifícios, as instalações de energia solar térmica costumam fornecer entre 30% e 100% da água quente procurada, com médias anuais em torno de 40-50%, razão pela qual necessitam do apoio de sistemas convencionais de produção de água quente.

Utilizados para aquecimento, são indicados apenas para sistemas de baixa temperatura, como piso radiante, onde são utilizados para pré-aquecer a água da caldeira. De acordo com os diferentes estudos consultados, a redução de consumo obtida é estimada entre 25-45%, embora na prática não seja normalmente economicamente rentável dimensionar a instalação para reduções de consumo superiores a 30%, a menos que a instalação seja subsidiada. O problema da sua utilização para aquecimento é que nos dias em que as necessidades de aquecimento são maiores, a recolha e o desempenho dos colectores são menores, enquanto quando os painéis são mais eficientes, as necessidades de aquecimento são menores.

Para aquecer espaços, o ar também pode ser circulado através de painéis especialmente concebidos para o efeito, proporcionando aquecimento direto sem os riscos operacionais que a água apresenta (embora com menor eficiência devido à menor capacidade de transporte de calor do ar).

A utilização de painéis solares térmicos é particularmente adequada para a climatização de piscinas, uma vez que a baixa temperatura de trabalho exigida permite ainda tipos de colectores sem vidro de protecção, o que reduz muito os custos e o impacto ambiental da instalação. Além disso, não necessitam de acumulador, pois é a própria água da piscina que atua como tal.

Está sendo desenvolvida a utilização de coletores para resfriamento com máquinas de absorção, pois diferentemente do aquecimento, a maior demanda de resfriamento coincide com o melhor desempenho dos coletores.

Estima-se que 80% do consumo de energia de uma casa ocorre sob a forma de água quente a baixa temperatura (aquecimento e água quente sanitária). Desse consumo, aproximadamente 70% é utilizado para aquecimento. O aquecimento é, portanto, um dos grandes cavalos de batalha da poupança de energia.

Os colectores solares planos não são tecnologicamente complexos, pelo que o seu âmbito de evolução é muito limitado. Porém, atualmente conseguem captar cerca de 80% da energia recebida do sol. (Compare com 15-20% para painéis solares fotovoltaicos comuns).

Por exemplo, na Cidade do México, são obtidos 15 MJ/dia/m² no verão e 8-10 MJ/dia/m² no inverno.

Embora até ao final de 2006 a sua utilização no aquecimento fosse economicamente discutível e a sua viabilidade dependesse de subsídios estatais, hoje e devido principalmente ao aumento do preço do petróleo, constituem um investimento interessante.

No entanto, o principal obstáculo que esta tecnologia tem de ultrapassar é a sua utilização limitada ao longo do ano: a procura anual de aquecimento, ao contrário da água quente, não se distribui de forma homogénea, mas concentra-se nos meses mais frios, que também coincidem com aqueles com menor incidência solar. Por esta razão, os painéis de aquecimento permanecem inativos durante a maior parte do ano, dificultando o seu pagamento ao longo do tempo. A utilização massiva de painéis solares térmicos dependerá, portanto, da nossa capacidade de os utilizar no verão, por exemplo para arrefecimento. Outras pequenas melhorias incluiriam o que fazer com o excesso de calor nos meses em que, mesmo que estejam disponíveis para refrigeração, os coletores não são utilizados (como na primavera ou no outono), pois se não for dissipado adequadamente, o excesso de calor pode destruir os coletores, por isso devem ser dotados de sistemas de prevenção como pequenos radiadores externos, que aumentam o custo da instalação.

Finalmente, a sua utilização para aquecimento está ameaçada pela crescente popularização do aquecimento geotérmico.

A norma EN 12975" é a utilizada para testar coletores solares.[2]​.