דוד שמש, מכשיר המשתמש באנרגיית חום סולרית כדי לייצר מים חמים. דוד שמש טיפוסי מורכב מקולט שמש המורכב על גג הבניין ומחובר למיכל אגירת מים. תלוי במערכת, מים שאינם מחוממים יכולים להפיץ מהמיכל דרך הקולט שיחומם ישירות או שניתן לחמם על ידי נוזל חילופי חום בעל קיבולת גבוהה אשר התחמם בתוך האספן ומעביר את החום שלו דרך צינורות במים הטנק. בעוד שניתן להקל בצורה פסיבית על העברת חום מקולט השמש למים הלא מחוממים ללא אמצעים מכניים, מערכות מים חמים "פעילים" שמשתמשות בחשמל כדי להפיץ את נוזל חילופי החום ולהפעלת משאבות ובקרים מכניים.
אמנם ניתן לייחס את הנוהג של שימוש בשמש לחימום מים לשימוש ביתי למספר תרבויות עתיקות, אך רק בשנת 1891 נמכרה מערכת המים החמים הפטנטית הראשונה המסחרית. המערכת הומצאה על ידי קלרנס קמפ בבולטימור, מרילנד, המערכת נקראה "השיא" והייתה פופולרית בקליפורניה ובמדינות אמריקאיות חמות אחרות. בהתחשב בעלות הגבוהה יחסית ואי הנוחות של שימוש בדלקים קונבנציונליים לחימום מים, משקי בית רבים היו להוטים להשקיע בדודי שמש חמים אלה. עם זאת, מערכת ה- Climax הייתה מוגבלת בכך שגוף החימום הוכפל כמיכל האחסון ובכך הגביל את כמות המים החמים הזמינים. בשנת 1909 פטנט ויליאם ג'יי ביילי על מערכת שהפרידה בין מיכל אגירת המים לגוף החימום הסולרי, והיוותה את הבסיס לתכנון דודי שמש חמים המשמשים כיום.
מערכות אקטיביות ופסיביות
מערכות פעולות למים חמים סולאריים משתמשות במשאבות מכניות ובקרי דיפרנציאל על מנת לווסת ולכוון את זרימת נוזל העברת החום או המים מהאספן השמש למיכל. הבקרים חשים בהבדל הטמפרטורה בין המים במיכל לבין הטמפרטורה בקולט השמש ומפעילים את המשאבה כאשר המים במיכל מתקררים מתחת לטמפרטורת הקולט. חלק מהמשאבות פועלות על חשמל (חשמל קווי), ואחרות פועלות על חשמל שנוצר על ידי לוח פוטו-וולטאי סולארי. בעוד שחלק מהמערכות המונעות על ידי השמש מחזירות את הנוזל רק כאשר השמש זורחת ומאחסנות את המים המחוממים במיכלים מבודדים היטב לחימום חלל בלילה, אחרים משתמשים בחשמל כגיבוי לימים ליליים וערים. במערכות פעולות למים חמים סולאריים, ניתן למקם את מיכלי אגירת המים בתוך חלל הגג או בכל מקום אחר אשר יצמצם את אובדן החום לאוויר הקר, מכיוון שזרימת המים אינה תלויה אך ורק בכוח הכבידה. לפיכך ניתן לשלב טנקים אלו עם צילינדרים עם מים חמים במערכות חימום חלל ביתיות, וניתן להשתמש במערכת המים החמים הסולאריים לחימום טרום של מים בצילינדר בחורף לחימום חלל.
מערכות פסיביות, המסתמכות על כוח הכבידה ולא על החשמל, יעילות ביותר באקלים חם בו אין הקפאה בשעות הלילה או החורף. חלק מהמערכות הפסיביות משתמשות בתצורה תרמוסיפונית המשתמשת בכוח המשיכה ובזרימי החום הסבויים. מים קרים מגובה זורמים על ידי כוח הכבידה אל קולט השמש, וככל שהמים עוברים דרך הקולט ומתחממים, הם עולים דרך הסעה כדי להגיע שוב למכל האחסון. סוג נוסף של מערכת פסיבית היא מערכת האחסון האספנית המשולבת, בה הקולט מהווה את החלק העליון של מיכל אגירת המים ומחמם את המים ישירות במיכל.
