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Solare Warmwasserspeicher sorgen dafür, dass auch an bewölkten Tagen ausreichend warmes Wasser zur Verfügung steht. In den Speichern befindet sich Trinkwasser, das von einer Solarflüssigkeit aufgewärmt wird, die eine Rohrschlange durchfließt. Das Volumen des solaren Warmwasserspeichers sollte das 1,5- bis 2-fache des täglichen Warmwasserverbrauchs umfassen, also etwa 80 bis 100 Liter pro Person. Gängige Speichergrößen liegen zwischen 300 und 500 Litern.

Monovalente Speicher
Bei der Nachrüstung einer solarthermischen Warmwasserbereitung, wenn der vorhandene Warmwasserspeicher weiterhin genutzt wird, kommt ein zweiter monovalenter Solar-Warmwasserspeicher zum Einsatz. Der Wasserinhalt wird von einem spiralförmigen Wärmetauscher aufgeheizt, der sich am Speicherboden befindet und von erwärmter Solarflüssigkeit durchflossen wird.

Bivalente Speicher
Die verbreiteten bivalenten Warmwasserspeicher werden beim Einbau einer neuen Heizungsanlage mit solarer Warmwasserbereitung eingesetzt. Im Gegensatz zum monovalenten Speicher besitzt dieser zweit statt einem Wärmetauscher. Zum unten im Speicher angeordneten Solar-Wärmetauscher kommt ein zweiter oberer Nachheiz-Wärmetauscher hinzu. Er ist an den Heizkessel (z.B. Gasbrennwert oder Pellets) angeschlossen, der das Speicherwasser konventionell nachheizt, wenn die Sonnenwärme nicht ausreicht.

Thermosiphon-Anlage
Eine Sonderform des Warmwasser-Solarspeichers kommt bei der Thermosiphonanlage zum Einsatz. Hier ist der Speicher direkt über dem Kollektor angeordnet. Das Umwälzen des erwärmten Wassers erfolgt statt mit einer Pumpe im Schwerkraftprinzip. Als Antriebsenergie für die Selbstzirkulation wird der Dichteunterschied zwischen kaltem und warmem Wasser genutzt. Da bei Thermosiphonanlagen reines Wasser ohne Frostschutzmittel als Solarflüssigkeit dient, kommen sie in  warmen, frostfreien Regionen in südlichen Breitengraden zur Anwendung.

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