في السخانات الشمسية التي تعمل بنظام السيفون الحراري يجب وضع خزان المياه في مستوى أعلى من مستوى المجمع الشمسي بقدار 30 — 60 سم. وحين تسقط أشعة الشمس على سطح المجمع ترتفع درجة حرارة الماء الموجود داخله وتقل كثافته تبعاً لذلك، أما الماء الموجود فى الخزان فيكون على درجة حرارة اقل من درجة حرارة ماء المجمع، وبالتالي تكون كثافته أعلى من كثافة ماء المجمع، هذا الفارق في الكثافة بين ماء الخزان وماء المجمع هو الذي يشكل القوة المحركة التي تقوم بدفع ماء المجمع الى أعلى الخزان ليحل محلها ماء بارد من أسفل الخزان، وما دام الاشعاع الشمسي كافياً لرفع درجة حرارة ماء المجمع الى درجة أعلى من حرارة ماء الخزان فان عملية السيفون الحراري تستمرفي تحريك المياه من أسفل الخزان الى المجمع ثم الى أعلى الخزان، وهكذا.

أما في أنظمة التسخين التي تعتمد على المضخات لتحريك المياه بين الخزان والمجمعات فإن موقع الخزان بالنسبة للمجمعات يس بالأمر المهم اذ يمكن أن يكون في مستواها أو في مستوى منخفض، والهدف من استعمال المضخات هو رفع كفاءة نظام تسخين المياه بألمقارنة مع الأنظمة التي تعتمد على ظاهرة السيفون الحراري.

ويتطلب تصميم أنظمة تسخين المياه بالطاقة الشمسية معرفة كمية المياء الساخنة المطلوبة، ودرجة حرارتها ومعرفة مقادير الاشعاع الشمسي المتوقع سقوطها على سطح المجمعات، واعتاداً على هذه المعلومات يستطيع المصمم اختيار عدد المجمعات المطلوبة وتحديد معدلات ضخ المياه فيها، وفي العادة يكون الفرق بين درجة حرارة الماء الخارج من المجمع الشمسي والداخل اليه حوالي ٥ درجات مئوية، ويعتمد ذلك على معدلات ضخ الماء ومساحة المجمع وكفاءته وكمية الاشعاع الشمسي، ولذلك اذا تطلب الأمر رفع درجة حرارة ماء الخزان بمقدار 40 درجة مئوية فيجب تحريك مياه الخزان بحيث تكمل دورتها داخل المجمعات ثماني مرات على الأقل. وبالنسبة للسخانات الشمسية المنزلية فإن هناك بعض المواصفات القياسية المتبعة كقواعد عامة في تحديد حجم الخزان بالنسبة لمساحة المجمع. وفي الكثيرمن السخانات الشائعة يحدد حجم الخزان على أساس 100 لتر لكل متر مربع من مساحة المجمع، فإذا كانت مساحة المجمع الشمسي تساوي مترين مربعين يكون حجم الخزان 200 لتر، ويجدر بالذكر أن من الضروري عزل خزان المياه وأنابيب التوصيل بمواد عازلة لتقليل التسرب الحراري من الخزان والأنابيب الى الخارج.

ان تسخين المياه بالطاقة الشمسية أكثر تطبيقات الطاقة الشمسية شيوعاً وأكثرها ملاءمة من الناحية التكنولوجية والاقتصادية في ذات الوقت. وينتشر استعمال السخانات الشمسية في العديد من دول العالم بما فيها العديد من الدول العربية كالأردن وفلسطين وسوريا ولبنان ومصر ودول الشمال الأفريقي، ولا يقتصر الأمر على الاستعمال فقط بل إن بعض الدول العربية تقوم بتصنيع السخانات الشمسية محلياً كما في الأردن وفلسطين ولبنان ومصر. وقد بدأ بتصنيع السخانات الشمسية في العالم العربي منذ سنوات قليلة في ورش صغيرة غير أنه تم في الآونة الأخيرة انشاء صناعات متخصصة مزودة بوسائل ميكانيكية حديثة.