Saules ūdens sildītājam ir augstāka konversijas efektivitāte nekā fotoelektriskās enerģijas ražošanas saules ūdens sildītājam, taču tā pielietojums nav plaši izplatīts. Pārveidojot no gaismas uz siltumu, saules ūdens sildītājam ir visplašākais pielietojuma diapazons, visattīstītākā tehnoloģija un vislabākā ekonomija.
Gaismas un siltuma izmantošana: tas savāc saules starojuma enerģiju un pārvērš to siltumenerģijā, mijiedarbojoties ar matēriju. Pašlaik visbiežāk izmantotie saules ūdens sildītāju kolektori ir trīs veidu: plakano plākšņu kolektori, evakuēto cauruļu kolektori un fokusētie kolektori. Saules ūdens sildītāja elektroenerģijas ražošana. Elektroenerģijas ražošanai nākotnē tiks izmantota plaša mēroga saules ūdens sildītāja izmantošana. Ir divi galvenie veidi, kā izmantot saules ūdens sildītājus elektroenerģijas ražošanai:
Fotoķīmiskā izmantošana: šī ir fotoķīmiskās konversijas metode, kurā tiek izmantota saules starojuma enerģija, lai tieši sadalītu ūdeni, veidojot ūdeņradi.
Fotobioloģiskā izmantošana: Saules ūdens sildītāju pārveidošanas process biomasā, izmantojot augu fotosintēzi. Galvenokārt ir ātri augoši augi (piemēram, malkas meži), eļļas augi un milzu jūras aļģes.
