Miért éppen vákuumcsöves?

Az első vákuumcsöves kollektorok a síkkollektor valamiféle továbbgondolása volt. A síkkollektor csövét jó hőelnyelő képességű bevonattal látták el, és beletették egy üvegcsőbe, amelyből kiszívták a levegőt. Ezzel a megoldással lényegesen javult a hatásfok a síkkollektorhoz képest. Ez a megoldás viszonylag nagy átmérőjű csöveket eredményezett, és más problémákat is felhozott. A fém és az üveg kapcsolódási helyén a legkisebb tömítési hiba esetén is elszökött a vákuum. Az ún. "U" csöves kollektroroknál a vákuumcsőbe egy U alakú rézcsövet helyeztek, és ezen áramlott a hőátadó folyadék.
A második generációs napkollektorok a tisztán kettős falú üvegtechnikára épültek. Olyan ez, mint egy termosz, azzal a különbséggel, hogy a Nap hősugarai bejutnak a belső csőhöz, illetve az abban áramló folyadékhoz, kifelé viszont a két üvegcső közötti vákuum miatt nem tud elszökni a hő.
A harmadik generációs vákuumcsöves napkollektorok a heat-pipe (fűtőcsöves) rendszerek. Nem mint ha maga az elv nagyon új lenne, hiszen már a 70-es években is gyártottak ilyet, csak akkor még nagyon drága volt, és emiatt nem volt versenyképes. A tömegtermelés azonban folyamatosan csökkentette az árakat, és ez mára nagyban segíti az elterjedését.

Ezeknél a napsugarak nem vizet, vagy fagyálló folyadékot melegítenek, hanem hermetikusan lezárt csövekbe töltött, párolgó közeget. A felmelegedő, és így elpárolgó folyadék a cső felső részén kialakított hőcserélőben kondenzálódik, és felmelegíti a kollektor felső csövében keringtetett hőhordozó folyadékot. A vákuumcsőben keletkező hőt a fűtőcső a kollektrorban lévő gyűjtőcsőhöz szállítja, a rézcsöves rendszereknél nagyságrenddel gyorsabban.
A vákuumcsöves kollektorok hátránya, hogy a teljes felület és az abszorber - a tényleges hőenergia elnyelő - felület között nagy különbség van. Ez abból adódik, hogy az egymás melletti vákuumcsövek között távolság adódik, már csak a tartószerkezetek miatt is. Egy adott tetőfelületen sikklektorokból nagyobb elnyelő felület alakítható ki. Az is igaz viszont, hogy a vákuumcsöves kollektorok jobb hatásfoka ellensúlyozza ezt a különbséget.

A kétfajta napkollektor teljes, bruttó felületeiről nyerhető energia így nagyjából azonos, viszont a vákuumcsöveseknél ez a teljesítmény jóval kiegyenlítettebb. Ez egyrészt azért van, mert a vákuum miatt a csövek hővesztesége kisebb, a hőmérsékletük pedig jóval nagyobb lehet, mint a síkkollektoroké. Másrészt a vákuumcsöves kollektorokat a nap tulajdonképpen körbejárja, így a maximális teljesítményre, vagy ahhoz közel jóval hosszabb ideig, nem csak délben képes. Nem kell ehhez a kollektorokat forgatni, sőt a laposabb szögben érkező napsugaraknál a teljesítmény akár 40%-kal nagyobb is lehet, mint délben. A síkkollektoroknál ezt nem lehet megvalósítani. Másrészt viszont a vákuumcsöves kollektorból törés esetén a folyadék elszökik, azt újraindítani csak speciális javítás után lehetséges.