Kollektoren werden möglichst nach Süden ausgerichtet und gegen die Sonne geneigt. Im Jahresmittel liegt die optimale Neigung in Deutschland zwischen 30 bis 40°, wobei geringe Abweichungen von der Südorientierung oder des Neigungswinkels den Ertrag nur wenig reduzieren. Um eine Solaranlage wirtschaftlich günstig planen zu können, ist es erforderlich, die Verbrauchsdaten und Gewohnheiten der Bewohner genau zu erfassen. Insbesondere für große, komplexe Anlagen gibt es eine Reihe von Simulationsprogrammen für die Auslegung.

Um die Leistungsfähigkeit einer Anlage beurteilen zu können, gibt es verschiedene Kennwerte. Der solare Deckungsanteil gibt an, wie viel Prozent des Energiebedarfs für die Erwärmung des Nutzwassers bzw. für die Raumheizung mit der solaren Nutzwärme gedeckt wurde. Der Solarertrag zeigt, wie viel kWh Wärme die Anlage pro Jahr und Quadratmeter Kollektorfläche sammelt. Am Systemnutzungsgrad erkennt man, wie viel Prozent der auf die Kollektoren eingestrahlten Solarenergie in Nutzwärme umgewandelt wurde. Er wird hauptsächlich bestimmt durch die Energieverluste der Kollektoren, Rohrleitungen und Speicher.

Wenn in den kälteren Monaten das Gebäude beheizt wird, erwärmt die Heizungsanlage das benötigte Brauchwasser üblicherweise mit. Im Sommer dient die Heizung alleine zur Warmwasserbereitstellung und hat dadurch einen niedrigeren Wirkungsgrad. Um dann den Bedarf decken zu können, ist folglich eine wesentlich größere Brennstoffmenge zur Wassererwärmung erforderlich wie im Winter. Eine vierköpfige Familie in Deutschland kann je nach Klimaregion mehr als die Hälfte ihres Wärmebedarfs für Brauchwasser mit 4 bis 6 m² Kollektorfläche solar decken.

Der wichtigste Schritt der Anlagenplanung besteht in der möglichst genauen Abschätzung des Warmwasserverbrauchs. Dies ist die entscheidende Größe zur Dimensionierung der zu installierenden Kollektorfläche. Je genauer das System auf den Verbrauch abgestimmt ist, um so effizienter arbeitet es. Solaranlagen müssen in die bestehende Heizungs- und Warmwasseranlage eines Gebäudes integriert werden. Sie unterscheiden sich vor allem durch den Aufbau ihrer Speicher und den zur Anwendung kommenden Wärmetauscher.

Das Speichervolumen muss auf die Kollektorfläche abgestimmt sein. Ein kleines Volumen heizt sich sehr schnell auf. Dadurch gerät der Kollektor in den Bereich hoher Temperaturen und verminderten Wirkungsgrades. Ein zu großes Speichervolumen braucht lange, um das notwendige Temperaturniveau zu erreichen. Dadurch wird ein regelmäßiges Nachheizen erforderlich. Als guter Kompromiss hat sich ein Speichervolumen des ca. 1,5-fachen Tagesbedarfs an Warmwasser oder 50–60 l pro Quadratmeter Kollektorfläche bewährt.