再生可能エネルギーとは、太陽光、風、雨、潮、波、地熱など人間の時間スケールに自然に補充される再生可能な資源から集められたエネルギーです。 再生可能エネルギーは、発電、大気および水の加熱/冷却、輸送、郊外（オフグリッド）の4つの重要な分野でエネルギーを供給します。
再生可能エネルギーは、2015年および2016年に、人の世界的なエネルギー消費に19.3％、発電に24.5％貢献した。 このエネルギー消費量は、従来のバイオマスから8.9％、熱エネルギー（現代バイオマス、地熱および太陽熱）として4.2％、水力発電で3.9％、風力、太陽熱、地熱、およびバイオマスから2.2％の電力である。 再生可能な技術への世界的な投資は、2015年には2,860億米ドル以上に達し、中国、米国などの国々は風力、水力、太陽光、バイオ燃料に多額の投資を行っています。 世界的には、再生可能エネルギー産業に関連して770万人の雇用があり、太陽光発電は再生可能な最大の雇用者であると推定されています。 世界の2015年までに、設置されたすべての新しい電気容量の半分以上が再生可能でした。
多くの再生可能エネルギープロジェクトは大規模なものですが、再生可能な技術は農村部や遠隔地や開発途上国にも適しています。 国連の潘基文（パン・ギムン）前国連事務総長は、再生可能エネルギーには貧困国を新たな繁栄のレベルに上げる能力があると語った。 大部分の再生可能エネルギーは電力を供給するため、再生可能エネルギーの配備は、多くの場合、次のような利点があります。電力は熱に変換して（必要な場合は化石燃料より高い温度にする）、高効率で機械エネルギーに変換する消費の時点できれいです。 再生可能エネルギーの電化に加えて、はるかに効率的であるため、ほとんどの再生可能エネルギーは損失が大きい蒸気サイクル（通常40〜65％の損失を有する化石発電所）を持たないため、 。
再生可能エネルギーシステムはますます効率的かつ安価になっています。 エネルギー消費全体のシェアは増加しています。 石炭と石油の消費の伸びは、再生可能エネルギーと天然ガスの摂取量の増加により2020年までに終了する可能性がある。
発電
2040年までに、再生可能エネルギーは石炭と天然ガスの発電に等しいと予測されている。 デンマーク、ドイツ、南オーストラリア州および一部の米国州を含むいくつかの管轄区域では、可変再生可能エネルギーの高集積化が達成されています。 例えば、2015年の風力発電電力量はデンマークで42％、ポルトガルで23.2％、ウルグアイで15.5％でした。 インターコネクタは、再生可能エネルギーの輸出入を可能にすることによって、各国が電力システムのバランスをとることを可能にする。 国や地域間で革新的なハイブリッドシステムが登場しました。
加熱
ソーラーウォーターヒーティングは、多くの国、とりわけ世界全体（180 GWth）の70％を占める中国で、再生可能熱に重要な貢献をしています。 これらのシステムのほとんどは、多世帯のアパートに設置されており、中国の約5,000万〜6,000万世帯の温水需要の一部を満たす。 世界中に設置されている太陽熱温水暖房システムは、7,000万世帯以上の給湯需要の一部を満たしています。 加熱のためのバイオマスの使用も同様に増加し続けている。 スウェーデンでは、バイオマスエネルギーの全国的利用が石油のそれを上回っている。 暖房用の直接地熱も急速に成長しています。 暖房への最新の追加は、暖房と冷房の両方を提供する地熱熱ポンプからのものであり、また、電気需要曲線を平らにするため、国家の優先順位が高まっています（更新可能な熱エネルギーも参照してください）。
交通
バイオエタノールは、発酵によって作られたアルコールであり、主に、トウモロコシ、サトウキビ、またはスイートソルガムのような砂糖または澱粉作物中で生産される炭水化物から製造される。 木材や牧草などの非食品源から誘導されたセルロース系バイオマスも、エタノール生産のための原料として開発されている。 エタノールは、純粋な形態のビヒクルの燃料として使用することができるが、通常、オクタン価を高め、ビヒクル排出を改善するためにガソリン添加剤として使用される。 バイオエタノールは、米国およびブラジルで広く使用されている。 バイオディーゼルは純粋な形態の自動車用燃料として使用することができますが、ディーゼル車の微粒子、一酸化炭素、および炭化水素のレベルを低下させるためのディーゼル添加物として通常使用されます。 バイオディーゼルは、エステル交換を用いて油脂から製造され、ヨーロッパで最も一般的なバイオ燃料です。
ソーラーカーは、直接的な太陽エネルギーによって完全にまたは実質的に動力を供給される電気自動車です。 通常、ソーラーパネルに含まれる太陽光（PV）セルは、太陽エネルギーを直接電気エネルギーに変換します。 「ソーラービークル」という用語は、通常、車両の推進の全部または一部に電力を供給するために太陽エネルギーが使用されることを意味します。 太陽光発電は、通信または制御または他の補助機能に電力を供給するために使用することもできる。 ソーラーカーは現時点では実用的な日々の輸送手段として販売されていませんが、主に政府機関が主催するデモ車両とエンジニアリング訓練です。 しかし間接的にソーラー充電車が普及しており、ソーラーボートは商業的に入手可能である。
メインストリーム技術
風力
気流を使って風力タービンを運転することができます。 現代の実用規模の風力タービンは、約600kWから5MWの定格出力を有するが、定格出力が1.5-3MWのタービンが商業的に最も一般的に使用されている。 1つの設置された陸上風力タービンの最大発電容量は2015年に7.5 MWに達した。風力から得られる電力は風速の3乗の関数であるため、風速が増加すると出力が最大出力まで増加する特定のタービン。 オフショアや高所のような風がより強く一定している地域は、風力発電所にとって好ましい場所です。 典型的には、風力タービンの全負荷時間は毎年16〜57％の間で変動するが、特に有利な海上拠点では高くなる可能性がある。
風力発電は2015年に世界の電力需要の4％近くを占め、63GW近くの新しい風力発電設備が設置されています。 風力エネルギーは、ヨーロッパ、米国、カナダでは新エネルギーの主要供給源であり、中国では第2位の規模でした。 デンマークでは、電力需要の40％以上が風力エネルギーに、アイルランド、ポルトガル、スペインではそれぞれ20％近くが達成されました。
世界的に、風力エネルギーの長期技術潜在力は、現在の総発電量の5倍、現在の電力需要の40倍であると考えられています。 これにより、風力タービンを広範囲、特に海上などの風力エネルギーの高い地域に設置する必要があります。 海上風は平均して土地よりも90％も速いため、沖合の資源は陸地のタービンよりもかなり大きなエネルギーを供給することができます。 2014年の世界の風力発電量は、世界の総電力量の3％である706テラワット時であった。
水力
2015年の水力発電では、世界の総電力の16.6％、再生可能な電力の70％が発電されました。 水は空気よりも約800倍も密度が高いので、ゆっくりと流れる水の流れ、または適度な海の膨らみでさえ、かなりの量のエネルギーを生成する可能性があります。 水エネルギーには多くの形があります：
歴史的に水力発電は、第三世界の国々では依然として普及している大型の水力発電ダムと貯水池を建設することから来た。 その内最大のものは、中国のThree Gorges Dam（2003）、ブラジルとパラグアイが建設したItaipu Dam（1984）です。
小型水力発電システムは、水力発電設備であり、典型的には最大50MWの電力を生産する。 彼らはしばしば小さな川や大きな川での影響の少ない開発として使用されます。 中国は世界最大の水力発電所であり、45,000以上の小型水力発電所を有している。
河川水力発電所は、巨大な貯水池を作ることなく、河川からエネルギーを得る。 水は、典型的には、渓谷の床より高くなるまで（流路、パイプおよび/またはトンネルを使用して）川の谷の側面に沿って運ばれ、そこで、ペンストックを通ってタービンを駆動することができる。 この世代の世代は、米国のコロンビア川にあるチーフ・ジョセフ・ダム（Joseph Dam）のように、まだ大量の電力を生産している可能性があります。
水力発電は150カ国で生産され、アジア太平洋地域は2010年に世界の水力発電の32％を発電しています。再生可能エネルギーの電力の割合が最も高い国では、上位50位は主に水力発電です。 中国は最大の水力発電プロデューサーであり、2010年の発電量は721テラワット時で、国内電力使用量の約17％を占めています。 現在、中国の三峡ダム、ブラジル/パラグアイ国境のイタタイプダム、ベネズエラのグリダムの3つの水力発電所が10GWを超えています。
海洋の表面波のエネルギーを捕捉する波動力と、潮汐のエネルギーを変換する潮汐力は、将来の可能性を持つ水力発電の2つの形態です。 しかし、それらはまだ商業的に広く採用されていない。 海洋再生可能電力会社（Maine）の海岸で操業し、グリッドに接続されたデモンストレーションプロジェクトは、世界最高潮の潮流のあるベイ・オブ・ファンデイ（Bay of Fundy）の潮力を利用しています。 より深い低温の海面とより温暖な海域との間の温度差を利用する海洋熱エネルギー変換は、現在のところ経済的実現可能性を持たない。
太陽光エネルギー
太陽熱、輻射光、太陽からの熱は、太陽熱、太陽光発電、集中太陽光発電（CSP）、集光器太陽光発電（CPV）、太陽光発電、人工光合成など、常に進化する技術を駆使して活用されています。 ソーラー技術は、パッシブソーラーまたはアクティブソーラーとして、太陽エネルギーの取り込み、変換、および分配の仕方に応じて広く特徴付けられます。 パッシブソーラー技術には、建物を太陽に向けること、熱質量または光分散特性が良好な材料を選択すること、自然に空気を循環させる空間を設計することが含まれます。 積極的な太陽光技術は、太陽光を太陽光から太陽光に変換する太陽熱エネルギー、太陽光を太陽光から太陽光に直接変換する太陽光発電、または間接的に太陽光発電（CSP）を利用する太陽光エネルギーを含みます。
光起電力システムは、光電効果を利用して光を電気直流（DC）に変換する。 ソーラーPVは、数十億の急速な成長を遂げている産業に変わり、コスト効率を改善し続け、CSPと共に再生可能な技術の可能性を最大限に引き出しています。 集中型太陽光発電（CSP）システムは、レンズやミラー、追跡システムを使用して、広い範囲の太陽光を小さなビームに集光します。 商業用集中型太陽光発電は、1980年代に初めて開発されました。 CSPスターリングは、すべての太陽エネルギー技術の中でも最も高い効率を持っています。
2011年、国際エネルギー機関（IEA）は、「手頃な価格で無尽蔵でクリーンな太陽エネルギー技術の開発は、長期的に大きなメリットをもたらすはずであり、先住民、無尽蔵、そしてほとんど輸入に依存しない資源に依存して、持続可能性を高め、公害を減らし、気候変動緩和のためのコストを削減し、化石燃料の価格を他のものよりも低く保つことができます。広く共有する必要があります “。 イタリアは世界で太陽光発電の割合が最も高く、2015年にはイタリアの電力需要の7.8％を供給しています。 2016年、急速な成長を遂げた1年後に、太陽光発電は世界全体の電力の1.3％を生産しました。
地熱エネルギー
高温地熱エネルギーは、地球で発生し蓄えられた熱エネルギーに由来します。 熱エネルギーは、物質の温度を決定するエネルギーです。 地球の地熱エネルギーは、元来の惑星の形成とミネラルの放射能崩壊（現在は不確実だがほぼ同じ割合）から生じる。 地熱勾配は、惑星のコアとその表面との間の温度差であり、コアから表面への熱の形で熱エネルギーを連続的に伝導させる。 形容詞地熱は、地球を意味するギリシャ語の地理、そして熱を意味する魔法に由来します。
地熱エネルギーに使われている熱は、地球の中の深いところから、地球の中心まで4,000マイル（6,400 km）下がっています。 コアでは、温度が5,000°C（9,000°F）を超える場合があります。 熱がコアから周囲の岩石まで伝導する。 極端に高い温度と圧力は、マグマとして知られているいくつかの岩石を溶かす原因となります。 マグマはソリッド・ロックよりも軽いので上向きに対流する。 このマグマは地殻内の岩や水を加熱し、場合によっては700°F（371°C）まで加熱します。
温泉からは、旧石器時代からの古風時代の風呂場での地熱、古代ローマ時代からの暖房には地熱が使われていましたが、現在は発電のために知られています。
低温地熱とは、建物の暖房および冷房、およびその他の冷蔵および工業用の再生可能な熱エネルギーを促進するために、地球の外皮を熱電池として使用することを指します。 この地熱の形態では、地熱熱ポンプと地上結合熱交換器を一緒に使用して、季節ごとに地球を冷却（冷却用）および地球外（加熱用）に移動させます。 低温地熱（一般に「GHP」と呼ばれる）は、加熱と冷却に関連する年間総エネルギー負荷を低減するとともに、極端な夏と冬のピーク電気供給要件を排除する電気需要曲線を平らにするため、ますます重要な再生可能技術です。 このように、低温地熱/ GHPは、複数の税額控除をサポートすることで国家の優先順位が高まりつつあり、Net Zero Energyへの継続的な動きの一環として焦点を当てています。 ニューヨーク市はGHPを要求する法律を制定したばかりで、社会化コスト（Carbonized Social Cost of Carbon）を含む20年間の資金調達で経済的であることが示されています。
バイオエネルギー
バイオマスは、生きているか最近生きている生物に由来する生物学的物質である。 これは、最も一般的には、リグノセルロース系バイオマスと呼ばれる植物または植物由来材料を指す。 エネルギー源として、バイオマスは熱を発生させるために燃焼によって直接的に、または様々な形のバイオ燃料に変換した後に間接的に使用することができる。 バイオマスのバイオ燃料への転換は、熱的方法、化学的方法、および生化学的方法に大別される異なる方法によって達成することができる。 ウッドは今日でも最大のバイオマスエネルギー源です。 その例には、枯れ木、枝や木の切り株などの森林の残留物、ヤード切り抜き、木片、さらには地方の固形廃棄物などがあります。 第2の意味で、バイオマスには、バイオ燃料を含む繊維または他の工業用化学物質に変換することができる植物または動物の物質が含まれる。 産業用バイオマスは、ミカンサス、スイッチグラス、大麻、トウモロコシ、ポプラ、柳、ソルガム、サトウキビ、竹、およびユーカリからオイルパーム（パーム油）までの様々な樹種を含む、数多くのタイプの植物から栽培することができます。
植物エネルギーは、低投入エネルギーで1ヘクタールあたりのバイオマス生産量が高い燃料として使用するために特に栽培された作物によって生産される。 これらの植物のいくつかの例は、典型的にヘクタール当たり7.5-8トンの穀物を産む小麦、および典型的には英国で1ヘクタールあたり3.5-5トンを生産するわらである。 この穀物は液体輸送用燃料に使用でき、ストローは熱や電気を生産するために燃焼させることができます。 植物バイオマスはまた、一連の化学処理によってセルロースからグルコースに分解することができ、得られた砂糖を第1世代のバイオ燃料として使用することができる。
バイオマスは、メタンガスやエタノールやバイオディーゼルなどの輸送燃料など、他の使用可能なエネルギー形態に変換することができます。 腐敗ゴミ、農業廃棄物、人的廃棄物はすべてメタンガス（埋立地ガスやバイオガスとも呼ばれます）を放出します。 トウモロコシやサトウキビなどの作物は、輸送燃料であるエタノールを生産するために発酵させることができます。 別の輸送燃料であるバイオディーゼルは、植物油や動物性脂肪などの残存食品から製造することができます。 また、バイオマスから液体（BTL）およびセルロースエタノールもまだ研究中である。 藻類燃料や藻類由来のバイオマスには、非食糧資源であり、トウモロコシやその他の陸上農業の5〜10倍の速度で生産することができるため、多くの研究が行われています大豆。 収穫後、エタノール、ブタノール、メタン、バイオディーゼル、水素などのバイオ燃料を製造するために発酵させることができます。 発電に使用されるバイオマスは地域によって異なる。 木材残渣などの森林副産物は、米国では一般的です。 農業廃棄物はモーリシャス（サトウキビ残渣）と東南アジア（籾殻）に共通している。 英国では、家禽繁殖地などの家畜飼育残渣が一般的です。
バイオ燃料には、バイオマス由来の広範な燃料が含まれる。 この用語は、固体燃料、液体燃料、気体燃料を対象としています。 液体バイオ燃料には、バイオエタノールなどのバイオアルコール、およびバイオディーゼルなどの油が含まれる。 ガス状バイオ燃料には、バイオガス、埋立ガスおよび合成ガスが含まれる。 バイオエタノールは、植物材料の糖成分を発酵させて作られたアルコールであり、主に砂糖と澱粉の作物から作られています。 これらには、トウモロコシ、サトウキビ、そして最近ではスイートソルガムが含まれる。 後者の作物は乾燥地帯での生育に特に適しており、アジア・アフリカの乾燥地帯で食糧や動物飼料とともに燃料を供給する可能性があることから、半乾燥熱帯熱作物国際作物研究所によって調査されている。
高度な技術が開発されており、木や草などのセルロース系バイオマスもエタノール生産の原料として使用されています。 エタノールは、純粋な形態のビヒクルの燃料として使用することができるが、通常、オクタン価を高め、ビヒクル排出を改善するためにガソリン添加剤として使用される。 バイオエタノールは、米国およびブラジルで広く使用されている。 バイオエタノールを製造するためのエネルギーコストは、バイオエタノールからのエネルギー収量とほぼ等しい。 しかし、欧州環境庁（EPA）によると、バイオ燃料は地球温暖化懸念に対処していない。 バイオディーゼルは、植物油、動物性油脂または再生グリースから作られています。 これは、純粋な形態の車両用の燃料として、またはより一般的には、ディーゼル車からの微粒子、一酸化炭素および炭化水素のレベルを低下させるためのディーゼル添加剤として使用することができる。 バイオディーゼルは、エステル交換を用いて油脂から製造され、ヨーロッパで最も一般的なバイオ燃料です。 バイオ燃料は2010年に世界の輸送燃料の2.7％を供給した。
バイオマス、バイオガス、バイオ燃料は、熱を発生させるために燃焼され、環境に悪影響を及ぼします。 バイオマスの燃焼により、硫黄酸化物（SOx）、亜酸化窒素（NOx）、粒子状物質（PM）などの汚染物質が生成されます。 世界保健機関（WHO）は、毎年700万人の早過ぎる死が大気汚染によって引き起こされていると推定しています。 バイオマスの燃焼が主な原因です。
エネルギー貯蔵
エネルギー貯蔵は、電力網に電気エネルギーを蓄えるための方法の集合である。 電気エネルギーは、生産（特に風力発電、潮力発電、太陽光発電などの再生可能な電力などの間欠的発電所からの生産）が消費を超え、生産が消費量を下回ったときに送電網に戻ったときに蓄積されます。 貯留水力発電は、すべての電力貯蔵の90％以上に使用されています。 リチウムイオン電池のコストは急速に低下しており、グリッド電力の速い作用源（すなわち作動準備）として、また国内の貯蔵のためにますます展開されている。
新技術
他の再生可能エネルギー技術はまだ開発中であり、セルロース系エタノール、高温乾岩地熱、海洋エネルギーなどがあります。 これらの技術はまだ広く実証されておらず、また商品化も限られています。 多くは地平線上にあり、他の再生可能エネルギー技術に匹敵する可能性があるかもしれないが、十分な注意と研究、開発、デモ（RD＆D）資金を引き付けることに依然依存している。
学術、連邦、および商業部門には、再生可能エネルギーの分野で大規模な先進的研究を行う多数の組織が存在します。 この研究は、再生可能エネルギースペクトル全体にわたるいくつかの分野に焦点を当てています。 ほとんどの研究は、効率の向上と全体的なエネルギー収率の向上を目標としています。 近年、連邦政府が支援する複数の研究機関が再生可能エネルギーに焦点を当てている。 これらの研究室の中で最も顕著なものの2つは、米国エネルギー省の資金提供を受け、様々な企業パートナーの支援を受けているSandia National LaboratoriesとNREL（National Renewable Energy Laboratory）です。 Sandiaの総予算は24億ドル、NRELの予算は3億7500万ドルです。
強化された地熱システム
拡張地熱システム（EGS）は、自然対流熱水資源を必要としない新しいタイプの地熱発電技術である。 掘削範囲内の地熱エネルギーの大部分は、乾燥した非多孔質の岩石である。 EGSの技術は、水力による刺激を利用してこの「熱い岩石（HDR）」の地熱資源を「強化」します。 熱水地熱のようなEGSとHDR技術は、化石工場のように24時間発電するベースロード資源であることが期待されています。 水熱とは異なり、経済的なドリルの深さの限界に応じて、世界中どこでもHDRとEGSが実現可能です。 良い場所は、熱損失を遅らせる厚い（3-5 km）の断熱堆積物の層によって覆われた深い花崗岩の上にあります。 現在、フランス、オーストラリア、日本、ドイツ、米国、スイスで開発され、テストされているHDRおよびEGSシステムがあります。 世界最大のEGSプロジェクトは、現在オーストラリアのCooper Basinで開発中の25メガワットの実証プラントです。 クーパー盆地は、5,000〜10,000MWを生み出す可能性がある。
セルロース系エタノール
Verenium Corporation、Novozymes、Dyadic Internationalなどの他の企業は、将来の商業化を可能にする酵素を生産している一方で、バイオマスを処理してエタノールに変えることができるいくつかの製油所は、Iogen、POET、Abengoaなどの会社によって建設されている。 食品作物原料から廃棄物残渣およびネイティブ草地への移行は、農家からバイオテクノロジー企業、プロジェクト開発者から投資家まで幅広い選手にとって重要な機会を提供します。
海洋エネルギー
海洋エネルギー（海洋エネルギーとも呼ばれることもある）は、海洋波、潮汐、塩分、海洋の温度差によって運ばれるエネルギーを指します。 世界の海洋における水の動きは、動きのある運動エネルギーまたはエネルギーの膨大な蓄積を作り出します。 このエネルギーは家庭、輸送、産業に電力を供給するために利用されます。 海洋エネルギーという用語は、波の波力 – 表面波からのものと、潮力 – 大規模な移動する水の運動エネルギーから得られるものの両方を包含する。 逆電気透析（RED）は、この目的のために設計された大型の発電セルに新鮮な河川水と塩水を混合して発電する技術です。 2016年の時点で、小規模（50kW）で試験されています。 海上風力発電は海上エネルギーの一形態ではなく、たとえ風力タービンが水上に置かれたとしても、風力は風力から得られるからです。 海洋には膨大なエネルギーがあり、最も集中していなくても多くの集団に近い。 海洋エネルギーは、世界中で相当量の新しい再生可能エネルギーを提供する可能性を秘めています。
実験的な太陽光発電
集中型光電池（CPV）システムは、太陽光を太陽光の表面に集中させて発電させます。 熱電又は「熱起電力」デバイスは、異種材料間の温度差を電流に変換する。
フローティングソーラーアレイ
フローティングソーラーアレイは、飲料水タンク、採石場、灌漑用水路、または修復尾部の池に浮遊するPVシステムです。 フランス、インド、日本、韓国、英国、シンガポール、米国には少数のシステムが存在する。 このシステムは、土地の太陽光発電よりも利点があると言われています。 土地のコストはより高価であり、レクリエーションに使用されない水域に建てられた建築物については、規則や規制が少なくなっています。 大部分の陸上ベースのソーラープラントとは異なり、フローティングアレイは公共の視界から隠されているので邪魔にならない。 水はパネルを冷却するため、土地のPVパネルよりも効率が高くなります。 パネルには、錆や腐食を防止するための特殊コーティングが施されています。 2008年5月、カリフォルニア州オークビルのファーネイエンテワイナリーは、総容量477kWの994個の太陽光発電モジュールを130ポンツーンに設置し、ワイナリーの灌漑用池に浮かべることで、世界初のフロートソルシステムを開拓しました。 ユーティリティスケールの浮動型PVファームが構築され始めています。 京セラは千葉県の山倉ダムの上にある世界最大の13.4MWの農場を、5万台の太陽電池パネルを使って開発する予定です。 塩水耐性浮動農場も海洋用に建設されている。 これまでに発表された最大の浮体式プロジェクトは、ブラジルのアマゾン地域の350MWの発電所です。
ソーラーアシストヒートポンプ
ヒートポンプは、熱源から「ヒートシンク」と呼ばれる目的地まで熱エネルギーを提供する装置である。 ヒートポンプは、冷たい空間から熱を吸収し、それをより暖かいものに放出することによって、自然の熱流の方向とは反対の熱エネルギーを移動させるように設計されている。 ソーラーアシストヒートポンプは、ヒートポンプと熱ソーラーパネルを1つの統合システムに統合したものです。 典型的には、これらの2つの技術は、温水を生成するために別々に使用される（または単にそれらを並列に配置する）。 このシステムでは、太陽熱パネルが低温熱源の機能を果たし、生成された熱がヒートポンプの蒸発器に供給される。 このシステムの目標は、高いCOPを得てより効率的で安価な方法でエネルギーを生産することです。
ヒートポンプと組み合わせて、任意のタイプの太陽熱パネル（シートおよびチューブ、ロールボンド、ヒートパイプ、熱プレート）またはハイブリッド（モノ/ポリクリスタリン、薄膜）を使用することが可能である。 ハイブリッドパネルの使用は、ヒートポンプの電力需要の一部をカバーし、電力消費を低減し、結果としてシステムの可変コストを低減することができるので、好ましい。
人工光合成
人工光合成は、ナノテクノロジーを含む技術を使用して、水を分割して水素を生成し、次いで二酸化炭素を用いてメタノールを製造することによって、太陽光エネルギーを化学結合に貯蔵する。 この分野の研究者は、太陽スペクトルのより広い領域を利用する光合成の分子模倣物の設計に努めており、堅牢で、容易に修復され、無毒で、様々な環境条件で安定した豊富で安価な材料からなる触媒システムを使用し、より効率的に実行し、光合成エネルギーのより多くの部分を貯蔵化合物、すなわち炭水化物（生きている細胞を構築し、維持するのではなく）にすることができる。 しかし、著名な研究がハードルに直面しているSun Catalytixは、太陽光から水素を作る他の方法よりも節約効果が少ないため、MITのスピンオフは2012年にプロトタイプ燃料電池のスケールアップをやめました。
藻類燃料
石油に富んだ種類の藻類から液体燃料を製造することは、進行中の研究課題である。 ブラウンフィールドと砂漠の土地に設置できるシステムを含め、開かれたシステムまたは閉鎖されたシステムで栽培された様々な微細藻類が試されている。
ソーラー航空機
電気航空機とは、燃料電池、太陽電池、ウルトラキャパシタ、パワービーム、またはバッテリからの電気を利用して、内燃機関ではなく電気モータで動作する航空機です。
現在、飛行している有人の電気航空機は、ほとんどが実験的なデモンストレータですが、多くの小型の無人航空機がバッテリで駆動されています。 電気駆動式飛行機は、1970年代から飛行しており、1957年には1つの報告書があります。電動飛行機は1973年に初めて搭載されました.2015-2016年には、有人の太陽光発電機Solar Impulse 2が、地球の。
太陽昇降タワー
ソーラー上昇塔は、低温の太陽熱から発電する再生可能エネルギー発電プラントです。 サンシャインは非常に広い煙突の塔の中心部を取り囲む非常に広い温室のような屋根のコレクター構造の下で空気を加熱します。 結果として生じる対流は、煙突効果によって塔の中で熱い空気上昇を引き起こす。 この空気の流れは、煙突の上昇気流または煙突のベースの周りに配置された風力タービンを駆動して電気を発生させます。 デモモデルのスケールアップされたバージョンの計画は、大幅な発電を可能にし、水の抽出や蒸留、農業や園芸などの他のアプリケーションの開発を可能にする可能性があります。 同様にテーマを絞った技術のより高度なバージョンは、大型の物理的な煙突を、短くて安価な構造で作られた空気の渦で置き換えることを目指す渦型エンジンです。
宇宙ベースの太陽光発電
光起電力システムまたは熱システムのいずれかの場合、1つの選択肢は、それらを空間、特に静止軌道にロフトすることである。 地球ベースの太陽光発電システムと競合するためには、特定の質量（kg / kW）とロフト質量と部品のコストを掛け合わせたものが2400ドル以下である必要があります。 つまり、パーツコスト+レクテナが$ 1100 / kWの場合、$ / kgとkg / kWの積は$ 1300 / kW以下でなければなりません。 したがって、6.5kg / kWの場合、輸送コストは200ドル/ kgを超えることはできない。 これには100対1の削減が必要ですが、SpaceXは10対1の削減を目標にしていますが、Reaction Enginesでは100対1の削減が可能です。
環境への影響
バイオマスとバイオ燃料の両方が燃焼したとき大量の大気を放出し、場合によっては食料と競合するため、バイオマスとバイオ燃料がCO2排出量の削減に寄与する能力は限られている。 さらに、バイオマスやバイオ燃料は大量の水を消費する。 風力発電、太陽光発電、水力発電などの他の再生可能エネルギー源は、水を節約し、汚染を低減し、CO2排出を削減できるという利点があります。