تزداد شعبية أنظمة التدفئة التي تعمل بالطاقة الشمسية مع تشجيع الحكومات على الانتقال بعيدًا عن الوقود الأحفوري نحو البدائل المتجددة، ويبحث المستهلكون عن طرق لتقليل فواتير المرافق الخاصة بهم. تمامًا مثل الألواح الشمسية السكنية التي توفر للمستهلكين الكهرباء، يتم تركيب سخانات شمسية في المنازل حول العالم كجزء من المبادرات الحكومية وكذلك بشكل خاص.
تشمل أنظمة تسخين المياه بالطاقة الشمسية خزان تخزين وجامع شمسي. هناك نوعان من الأنظمة المتاحة: النشطة، التي تحتوي على مضخات دائرية وأجهزة تحكم، والسلبية، التي لا تحتوي على ذلك. هناك نوعان من أنظمة تسخين المياه بالطاقة الشمسية النشطة: أنظمة الدورة المباشرة، التي تحتوي على مضخات تقوم بتدوير المياه المنزلية عبر المجمعات وإلى المنزل، وأنظمة الدورة غير المباشرة، التي تحتوي على مضخات تقوم بتدوير سائل نقل الحرارة غير المتجمد عبر المجمعات ومبادل حراري، مما يسخن المياه التي تتدفق إلى المنزل. يعمل الأخير بشكل أكثر فعالية في المناخات الباردة مقارنة بالأول.
تعتبر أنظمة تسخين المياه بالطاقة الشمسية السلبية عمومًا أقل تكلفة من الأنظمة النشطة، على الرغم من أنها ليست فعالة بنفس القدر. ومع ذلك، يمكن أن تكون أكثر موثوقية وتدوم لفترة أطول. هناك أيضًا نوعان أساسيان من الأنظمة السلبية. يتميز نظام جامع التخزين المتكامل بوجود خزان تخزين مغطى بمادة شفافة، مما يسمح للشمس بتسخين المياه قبل توصيلها إلى نظام السباكة. تعمل أنظمة الثيرموسيفون عن طريق تسخين المياه في جامع على السطح قبل نقلها إلى نظام السباكة عند فتح صنبور المياه الساخنة. تحتوي معظم هذه الأنظمة على سعة 40 جالونًا.
نظرًا لاعتمادها على الطاقة الشمسية، تتطلب هذه الأنظمة عادةً نظامًا احتياطيًا للأيام الغائمة وأوقات الطلب العالي. يمكن أن تأتي الاحتياطات في شكل سخانات مياه تخزين تقليدية أو كجزء من جامع الطاقة الشمسية، مثل خزانات السطح مع أنظمة الثيرموسايكل. تحتاج سخانات المياه الشمسية إلى صيانة كل ثلاث إلى خمس سنوات وقد تحتاج بعض الأجزاء إلى الاستبدال كل سنتين إلى عشر سنوات. بمجرد تركيبها، يمكن أن تقلل بشكل كبير من فواتير المرافق للمستهلكين، لا سيما في المناطق ذات الإشعاع الشمسي الأكبر.
في أوروبا، تتمتع قبرص بأكبر نسبة من سخانات المياه التي تعمل بالطاقة الشمسية. الدولة الجزيرة في شرق البحر الأبيض المتوسط تتبنى سخانات شمسية للاستفادة من ظروفها الجوية الملائمة، ودعم الانتقال الأخضر، والمساعدة في تقليل فواتير الطاقة للمستهلكين. حوالي 93.5 في المئة من الأسر تستخدم الآن سخانات المياه الشمسية، مما ساعد قبرص على تجاوز أهدافها في مجال الطاقة المتجددة لتسخين وتبريد المباني.
صرح مفوض البيئة في قبرص، شارالامبوس ثيوبيمبتو، "هناك العديد من المجالات التي لم تحقق فيها قبرص أهداف انبعاثات غازات الدفيئة... ولكن من حيث استخدام مصادر الطاقة المتجددة للتدفئة والتبريد المستدامين للمباني، لقد حققنا الهدف بسهولة، بالضبط بسبب هذا الاستخدام الواسع لسخانات المياه الشمسية لسنوات عديدة."
قبرص تستخدم سخانات المياه الشمسية منذ الستينيات، مما يجعلها متقدمة بشكل كبير على معظم الدول الأخرى. أصبحت هذه التقنية شائعة لأنها تتطلب فقط الألواح الشمسية، وخزانًا، وأنابيب نحاسية - بالإضافة إلى الظروف الجوية المناسبة. في المتوسط، تستمتع قبرص بأكثر من 300 يوم من أشعة الشمس في السنة، مما يجعلها البيئة المثالية لهذه التقنية. أدى طرح سخانات الشمس إلى تطوير صناعة التصنيع المحلية وخلق العديد من الوظائف. على الرغم من أن تكاليف التركيب قد ارتفعت على مر السنين، إلا أن هناك منحًا ممولة من الاتحاد الأوروبي للأسر التي تتطلع إلى تركيب سخانات شمسية.
في منطقة الشرق الأوسط وشمال إفريقيا، زادت شعبية سخانات المياه التي تعمل بالطاقة الشمسية في السنوات الأخيرة. في الأردن، أطلق وزير الطاقة والثروة المعدنية صالح الخرابشة في سبتمبر هذا العام المرحلة الثانية من برنامج دعم سخانات الطاقة الشمسية الحكومي، الذي يغطي 30 في المئة من التكلفة. سيدعم البرنامج تركيب 5,000 نظام شمسي بتكلفة تصل إلى 4.2 مليون دولار. شهدت المرحلة السابقة تركيب 3,500 سخان مياه شمسي.
في مصر، اعتمد ثلاثة من كل أربعة أسر على أسطوانات البوتان قبل عقد من الزمان، حيث كان هناك وصول محدود إلى إمدادات الغاز الطبيعي المتصلة بالشبكة. في عام 2023، استهلك المصريون حوالي 800,000 أسطوانة بوتان يوميًا، العديد منها كانت مدعومة من الحكومة. وقد شجع هذا العديد من الأسر على الاستثمار في سخانات المياه التي تعمل بالطاقة الشمسية في السنوات الأخيرة. في عام 2024، يُقدّر سوق سخانات المياه الشمسية في مصر بأكثر من 100 مليون دولار، حيث يتم تنفيذ برنامج تسخين الطاقة الشمسية في العمليات الصناعية (SHIP) المدعوم من منظمة الأمم المتحدة للتنمية الصناعية (UNIDO). هناك الآن 11 عملية تصنيع سخانات شمسية في مصر، وتبحث الحكومة عن تعزيز الروابط مع تونس والأردن لتنمية السوق بشكل أكبر.
من المتوقع أن تزيد قيمة سوق سخانات المياه الشمسية من 4.26 مليار دولار في عام 2023 إلى حوالي 6.18 مليار دولار بحلول عام 2028، بمعدل نمو سنوي مركب يبلغ 7.4 في المئة. من المتوقع أن تكون منطقة آسيا والمحيط الهادئ هي المنطقة الأسرع نموًا لسخانات المياه الشمسية خلال هذه الفترة. سيُدعم نمو الصناعة من خلال الابتكار التكنولوجي، حيث تقوم الشركات بإدخال التحليلات التنبؤية والذكاء الاصطناعي في سخاناتها لتحسين الأداء. سيكون السوق مدفوعًا إلى حد كبير بسياسات الحكومة للانتقال بعيدًا عن الوقود الأحفوري نحو البدائل الخضراء، والمنح الوطنية والإقليمية للمجتمعات المحرومة، وزيادة الطلب من المستهلكين لتقليل فواتير الطاقة الخاصة بهم.