Passive und aktive Nutzung der Sonnenwärme
Die Sonnenwärme kann ohne Aufwand an Geräten oder Anlagen so genutzt werden, dass der Energieverbrauch erheblich gesenkt wird. Diese Nutzung ist zum Teil kostenlos, zum Teil erfolgt sie durch bauliche Maßnahmen, die Energieeinsparungen als Nebeneffekt erzielen. Fenster leiten nicht nur Wärme nach draußen, sie können auch zu erheblichen Wärmegewinnen beitragen. Fassaden können, wenn sie von der Sonne beschienen werden, während eines Tages erhebliche Wärmemengen speichern. Die gespeicherte Wärme wird über eine lange Zeit wieder abgegeben, der größte Teil davon in der Nacht. Ein Teil wandert durch die Wand nach innen, sorgt für höhere Oberflächentemperaturen und verringert somit den Wärmebedarf. Im Sommer kann eine Überhitzung der Räume durch blattwertenden Fassadenbewuchs oder durch Obstspalier verhindert werden.
Wintergärten werden im Laufe des Tages durch die Sonne wie ein Treibhaus erwärmt. Auch eine diffuse Himmelseinstrahlung, d.h. die Strahlung bei bewölktem Himmel, kann zur Erwärmung des Raums beitragen. Durch die erwärmte Pufferzone eines Wintergartens werden nachts die Wärmeverluste des angrenzenden Wohnraums reduziert.
Sonnenhäuser sind so konstruiert, dass große Glasflächen Teile der Außenmauer und des Daches ersetzen. Während des Tages sind daher besondere hohe Wärmegewinne möglich, nachts jedoch müssen diese Flächen vor allzu großen Verlusten geschützt werden.
Der finanzielle Aufwand für eine aktive Nutzung der Sonnenenergie ist höher als für eine passive, weil dafür Geräte und Anlagen nötig sind. Es muss in jedem Fall Hilfsenergie eingesetzt werden, um die Umweltwärme auf ein nutzbares Niveau zu bringen, oder um längere sonnenlose Perioden überbrücken zu können. Sonnenkollektoren eignen sich zur Warmwasserbereitung, zur Raumheizung und zur Beheizung von Schwimmbädern.
Wärmepumpen nutzen die Umweltwärme und können mit Strom oder Gas betrieben werden.
Bei Energiedächern -fassaden, -zäunen handelt sich um Systeme, die über große Flächen nicht nur die Sonneneinstrahlung, sondern auch die diffuse Himmelsstrahlung, z.T. auch Kondensationswärme nutzen können. Da sie in Verbindung mit Wärmepumpen eingesetzt werden müssen, sind sie wegen des hohen Kostenaufwands bis her meist noch nicht rentabel.