Air umumnya dipakai sebagai material penyimpan kalor pada pemanas air tenaga surya (PATS). Material penyimpan kalor jenis sensibel (sensible heat storage, SHS) ini harganya murah dan memiliki sifat perpindahan kalor yang baik. Namun demikian, pemakaiannya memiliki kekurangan seperti: instalasi sistem relatif berat; pelepasan energinya terjadi pada jangkauan temperatur yang luas; cenderung menimbulkan korosi dan kebocoran. Material penyimpan termal jenis laten (latent heat storage, LHS) mempunyai keunggulan antara lain kerapatan energinya tinggi, instalasi sistem ringan, dan fluktuasi temperatur operasionalnya rendah, sedangkan kelemahannya adalah konduktivitas termalnya rendah. Mempertimbangkan keunggulannya, LHS berpotensi diaplikasikan pada PATS. Salah satu jenis material LHS komersial adalah paraffin wax. Tujuan penelitian ini adalah untuk menyelidiki secara eksperimental kemampuan penyimpanan energi termal selama proses charging pada PATS tipe thermosyphon yang mengintegrasikan air dan paraffin wax sebagai material penyimpan kalor. Tangki penyimpan energi termal (thermal energy storage, TES) berbentuk silinder dengan panjang 1,67 m, diameter luar 0,168 m dan volume 31,27 liter digabung dengan kolektor matahari. Paraffin wax (RT 52) sebagai phase change material (PCM) diisikan pada 16 kapsul silinder sebanyak 8,95 kg. Kapsul berdiameter luar 2,54 cm dan panjang 1,63 m diletakkan horisontal di dalam tangki. Termokopel dipasang di bagian SHS dan LHS. Piranometer diletakkan di dekat kolektor matahari. Penelitian dilaksanakan pada proses pemanasan (charging) hingga PCM mencair. Data temperatur SHS dan LHS digunakan untuk mengetahui evolusi temperatur HTF dan PCM selama proses charging. Berdasarkan temperatur masuk dan keluar HTF pada TES setiap waktu, dapat diestimasikan kalor yang tersimpan sesaat. Selanjutnya, dilakukan pengintegralan kalor yang tersimpan sesaat terhadap waktu sehingga diketahui energi tersimpan kumulatifnya. Dari penelitian ini diketahui bahwa integrasi HTF dan PCM pada PATS tipe thermosyphon mampu menyimpan energi termal kumulatif sebesar 3,95 MJ selama proses charging dengan waktu 340 menit. Sistem TES ini menghasilkan temperatur rata-rata tertinggi HTF dan PCM masing-masing sebesar 65,39 ºC dan 67,58 ºC.