O aproveitamento da energia gerada pelo sol é hoje uma das possibilidades mais promissoras no setor das energias renováveis. O sol está entre as fontes limpas mais adaptadas a oferecer calor a baixas e médias temperaturas para aquecimento e climatização de água e ambientes.
Diferentemente das células fotovoltaicas, que transformam a energia solar em eletricidade, a solar térmica é usada para gerar calor, não somente para esquentar água para uso doméstico ou piscinas, mas também para secagem ou aquecimento industrial, e climatização de ambientes.
Os equipamentos mais difundidos para a utilização da energia solar térmica são os coletores solares, painéis que aquecem fluidos (líquidos ou gasosos) com o calor do sol. O fluido quente é mantido em reservatórios termicamente isolados até o seu uso final (água aquecida para banho, ar para secagem de grãos, gases para acionamento de turbinas, por exemplo). Atualmente, coletores solares para aquecimento de água são utilizados em residências, hospitais e hotéis devido ao conforto e à redução do consumo de energia elétrica proporcionados.
Os painéis solares estão disponíveis em diversos tipos, a escolha se baseia na necessidade de cada consumidor, levando-se em conta a utilização e o tipo de clima em que será implantado o sistema. No mercado italiano, por exemplo, os painéis de vidro representam a maior parte (84%) das instalações e são os mais populares no setor doméstico. Este tipo de coletor, com custo acessível, é ideal para produção de água quente.
Os painéis a vácuo têm eficiência muito alta, que lhes permite atingir altas temperaturas e obter bons rendimentos mesmo no inverno. Por esta razão é recomendado especialmente nas zonas com clima muito frio. Os coletores unglazed, também conhecidos como painéis de plástico, são os mais simples e mais econômicos, mas não eficientes em climas frios. Esse tipo de painel pode ter mercado em grande parte do Brasil, devido ao clima permanentemente quente e que, portanto, não prejudica o funcionamento do equipamento solar. Existem ainda os painéis a ar, geralmente indicados para aquecimento de ambientes ou para aplicação na agricultura, como secagem de grãos.
Em um sistema de aquecimento solar, a circulação da água ou do gás pode ocorrer de forma natural ou forçada. Os sistemas de circulação natural são bastante simples e mais econômico, muitas vezes podem ser construídos pelo próprio usuário, exigindo pouca manutenção. Esse tipo de sistema se baseia no princípio que o fluido aquecido sobe ao diminuir de densidade, empurrando para baixo o fluido não aquecido e provocando um movimento natural. No caso da circulação forçada, existe um bomba que auxilia o direcionamento dos fluídos. A circulação forçada normalmente é mais eficiente e o sistema pode ser instalado em qualquer lugar.
Além dessas aplicações, a energia termossolar também vem ganhando espaço na climatização de ambientes. O solar cooling combina painéis solares térmicos e uma máquina de refrigeração, que permite a produção de frio em forma de água ou ar. No entanto, considerando os altos custos, a potência das máquinas frigoríferas e a superfície necessária para instalação dos coletores solar, hoje o solar cooling apresenta mais vantagens em sistemas de climatização e refrigeração de tipo centralizado, em centros comerciais, complexos residencias e indústrias. Uma das vantagens deste sistema é que nas horas do dia em que há maior demanda por frio, as horas quentes do verão, coincidem com a máxima potência da radiação solar. A aplicação do solar cooling é normalmente aconselhada em combinação com sistemas de aquecimento de água e do ambiente, para evitar o disperdício de água. O solar cooling traz benefícios em dois aspectos. Do ponto de vista do sistema elétrico nacional, a difusão em larga escala dessa tecnologia pode contribuir para a diminuição da pressão sobre a rede elétrica. Para o consumidor, proporciona economia e redução das emissões de CO2.
Segundo a Agência Internacional de Energia (AIE), os coletores solares para aquecimento de água e ambientes já são hoje muito eficientes. No caso de uso da energia térmica solar para climatização de ambientes, processos industriais de aquecimento e geração de eletricidade, a tecnologia no geral ainda precisa de avanços e incentivos à pesquisa.
