平板集熱器的工作原理如圖所示，來自太陽的輻射能透過透明蓋板照射到集熱板上，其中的大部分被集熱板吸收并轉化為熱能，通過導熱傳給流體管道，再由管道傳遞給流體成為有用能量．從集熱器底部進入集熱器的冷流體在流經集熱器時被太陽能加熱，帶著有用熱能從集熱器的出口離開集熱器．與此同時，由于集熱板的溫度升高，集熱板將通過透明蓋板和外殼向外界散失熱量，構成平板型集熱器的各種熱損失．分析平板型集熱器的特性主要是分析其熱特性，而其熱特性則要通過建立集熱器的能量平衡方程來進行定量分析。
平板型集熱器工作原理圖
在單位時間內，集熱器吸收的太陽輻射能等于同一時間內集熱器輸出的有用能量、集熱器損失的能量以及集熱器本身熱容變化量之和．這樣整個集熱器的能量平衡方程式可以表示為:
Qa=Qu+Ql+Qs
式中，Qa為單位時間內集熱器吸收的太陽輻射能；Qu為單位時間內集熱器的有用輸出能量；Ql為單位時間內集熱器的能量損失；Qs為單位時間內集熱器的熱容變化量。以上能量單位均為W。當集熱器處于穩定工況時，集熱器自身溫度保持不變，Qs＝0,此時，Qa=Qu+Ql即集熱器吸收的太陽能一部分轉為有用能輸出Qu，另一部分轉為能量損失Ql，當集熱器處于非穩定狀況時，Qs＞0或Qs＜0。
