Budynek autonomiczny (dom autonomiczny) to budynek zaprojektowany tak, by mógł funkcjonować niezależnie od zewnętrznej infrastruktury, to jest bez dostarczania z zewnątrz energii elektrycznej, wody oraz bez odbierania ścieków i kanalizacji burzowej.

Zwolennicy budownictwa autonomicznego wśród jego zalet wymieniają mniejszy jego wpływ na środowisko i koszty utrzymania oraz większe poczucie bezpieczeństwa przez użytkujących. Ostatnia zaleta wynika z niezależności domu od dostarczania z zewnątrz energii elektrycznej i wody, których dostawy mogą w przypadku normalnego budynku zostać zaburzone w przypadku kataklizmu, wojny, rozruchów, czy zwykłego remontu i konserwacji sieci energetycznej, bądź też wodociągowej. Koszt wybudowania takiego budynku jest jednak wyższy – ocenia się, że za te same pieniądze można zbudować dom w technologii tradycyjnej lub dom autonomiczny o powierzchni około 25% mniejszej od tradycyjnego.

Możliwość osiągnięcia niezależności zależy w dużej mierze od tego, jak to pojęcie zostanie zdefiniowane. Całkowita autonomia jest bardzo trudna do uzyskania. Względnie łatwo można się uniezależnić od energii elektrycznej z sieci, ale już wytworzenie całej żywności dla mieszkańców domu wymaga znacznie większych zmian stylu życia ze strony mieszkańców.

Przeniesienie się do autonomicznej siedziby może wymagać od ludzi zmiany nawyków, stylu życia, oczekiwań i zachowania. Nawet najwygodniejszy i najbardziej zaawansowany technicznie dom może wymagać pewnych zmian od mieszkańców. Część ludzi przystosowuje się do takiej sytuacji łatwo, inni uważają że jest ona niewygodna, irytująca i izoluje od społeczeństwa. Dla niektórych utrzymanie autonomicznego domu jest czymś w rodzaju darmowej pracy przymusowej. Dobrze zaprojektowany dom może zmniejszyć ten dyskomfort.

Dom autonomiczny powinien być zaprojektowany indywidualnie, tak aby projekt mógł być możliwie najlepiej dopasowany do położenia i warunków klimatycznych uwzględniając wszystkie czynniki terenowe działki na której ma być wybudowany. Pasywne systemy słoneczne, ogrzewanie słoneczne, toalety kompostujące, bateria akumulatorów w piwnicy, energooszczędne okna i wiele innych systemów wymaga zastosowania nietypowych materiałów, technologii wykonania i montażu, oraz dodatkowych czynności i nawyków związanych z ich obsługą.

Budynek zeroenergetyczny to budynek o zerowym zużyciu energii netto i zerowej emisji dwutlenku węgla rocznie. Budynki które wytwarzają nadwyżkę energii w ciągu roku mogą być nazywane „plus-energetycznymi”.

Tradycyjne budynki zużywają 40% całkowitej energii paliw kopalnych w USA i Unii Europejskiej oraz w znacznym stopniu przyczyniają się do emisji gazów cieplarnianych. Zerowe zużycie energii netto, jest postrzegane jako sposób na zmniejszenie emisji dwutlenku węgla oraz zmniejszenie uzależnienia od paliw kopalnych. Choć budynki energooszczędne pozostają rzadkością nawet w krajach rozwiniętych, to zyskują na znaczeniu i popularności.

W budynkach zeroenergetycznych energia jest wytwarzana lokalnie, dzięki połączeniu technologii wytwarzania energii ze źródeł alternatywnych, takich jak energia słoneczna i wiatr, przy jednoczesnym zmniejszeniu całkowitego zużycia energii z wysoce energooszczędnymi systemami ogrzewania, wentylacji, klimatyzacji i technologii oświetleniowych. Technologia budynków zeroenergetycznych staje się coraz bardziej praktyczna, wraz ze spadkiem cen alternatywnych technologii energetycznych, oraz wzrostem cen tradycyjnych paliw kopalnych.

Rozwój nowoczesnych budynków zeroenergetycznych stał się możliwy nie tylko przez postęp w nowych technologiach budownictwa, ale także znacznie poprawił się poprzez badania naukowe, które zbierają dokładne dane dotyczące wydajności energetycznej w budynkach tradycyjnych i eksperymentalnych i zapewniają wydajność parametrów dla zaawansowanych modeli komputerowych do przewidywania skuteczności projektów konstrukcyjnych.

Zeroenergetyczna koncepcja pozwala na szeroki zakres rozwiązań z powodu wielu możliwości do wytwarzania i magazynowania energii. w połączeniu z wieloma sposobami pomiarów energii.

Budowa takiego budynku zależy od takich parametrów jak orientacja budynku, typu okien i drzwi i ich rozmieszczenia, rodzaju izolacji i jakości elementów budowlanych, szczelności, sprawności urządzeń ogrzewania, chłodzenia, oświetlenia i innych, a także klimatu lokalnego. Te symulacje pomagają projektantom przewidzieć, jak budynek wykonać zanim zostanie zbudowany, i umożliwić im modelowanie gospodarczych i finansowych konsekwencji budowania. Umożliwia sporządzenie analizy kosztów i korzyści budowy budynku zeroenergetycznego.

Zeroenergetyczne budynki posiadają z istotne funkcje oszczędzania energii. Energia przeznaczona na ogrzewanie i chłodzenie jest obniżona za pomocą wysokiej wydajności sprzętu, dzięki zastosowaniu izolacji, okna o niskim współczynniku przenikania ciepła, wentylację naturalną, i inne techniki. Funkcje te różnią się w zależności od stref klimatycznych, w których budynek występuje. Zeroenergetyczne budynki często są zaprojektowane tak, aby wykorzystanie energii było dwu-funkcyjne, na przykład użycie lodówki do zrobienia kawy z ekspresu, wyposażenie wentylacji i klimatyzacji w wymienniki ciepła, wykorzystanie ciepła od maszyn biurowych i komputerów i wysokiej temperatury ludzkiego ciała do ogrzania budynku.

Zalety i wady:

Zalety
oszczędności dla właścicieli budynków z przyszłych podwyżek cen energii
zmniejszone miesięcznie koszty utrzymania budynku
niezależność od dostawy energii

Wady
koszty budowy mogą być wyższe
niewielu projektantów lub budowniczych posiada niezbędne umiejętności i doświadczenie, aby zbudować budynek zeroenergetyczny

Przechowywanie energii to proces odbywający się za pomocą urządzeń lub fizycznych nośników, które magazynują energię, by móc ją później efektywnie wykorzystać. Urządzenie przechowujące energię zwane jest akumulatorem.

Energię dzielimy na energię potencjalną i kinetyczną. Każdą z nich możemy wykorzystać do przechowania energii, lecz różnią się one wydajnością i maksymalnym czasem przechowywania. Nakręcane zegarki przechowują energię potencjalną w napięciu sprężyny, baterie przechowują energię chemiczną do zasilania np. telefonów, a a elektrownie szczytowo-pompowe, jak na przykład elektrownia Żarnowiec, magazynują ją w wyżej położonych zbiornikach wodnych jako energię potencjalną grawitacji. Magazyny energii termicznej zamieniają nocami energię elektryczną na lód, by zaspokoić dzienne zapotrzebowanie na chłód. Paliwa kopalne takie jak ropa czy węgiel magazynują prehistoryczną energię słoneczną, która została pochłonięta przez żywe organizmy, których szczątki przekształciły się pod wpływem czasu, temperatury i ciśnienia w te paliwa. Nawet jedzenie przechowuje energię chemiczną pod postacią węglowodanów, tłuszczów czy białek.

Przechowywanie energii pomaga ludziom zbilansować popyt i podaż na energię. Komercyjne systemy przechowywania energii można podzielić na mechaniczne, elektryczne, chemiczne i termiczne.

Przechowywanie energii w dużej skali integracji pozwala producentom energii elektrycznej na przechowanie nadwyżek energii w tymczasowych akumulatorach i uwalnianie jej w okresie zwiększonego zapotrzebowania, co pomaga zbilansować popyt i podaż zarówno w dzień, jak i w nocy. Wspomagana w ten sposób elektrownia może pracować w sposób
dużo bardziej wydajny.

Metody przechowywania:
chemiczne
wodór
biopaliwa
ciekły azot
nadtlenek wodoru
nadtlenek wanadu
uwodnione sole
biologiczne
skrobia
glikogen
elektrochemiczne
akumulator elektryczny
baterie przepływowe
ogniwo paliwowe
elektryczne
kondensator
superkondensator
magazynowania energii magnetycznej w nadprzewodnikach
mechaniczny
magazynowanie energii sprężonego powietrza
magazynowania energii koła zamachowego
akumulatory hydrauliczne
magazynowania energii potencjalnej grawitacji
sprężyna
magazynowania energii potencjalnej
termiczne
termiczne magazynowania energii
magazynowanie energii cieplnej pór roku
magazynowanie lodu
stopiona sól
ciekłe powietrze lub azot
staw solarny
zasobnik cieplny
wieża parowa
eutektyk

Odnawialne źródła energii to źródła energii, których wykorzystywanie nie wiąże się z długotrwałym ich deficytem, ponieważ ich zasób odnawia się w relatywnie krótkim czasie – surowce odnawialne. Takimi źródłami są słońce, wiatr, woda, a także energia jądrowa w zamkniętym cyklu paliwowym, biomasa, biogaz, biopłyny oraz biopaliwa. Do energii odnawialnej zalicza się również ciepło pozyskane z ziemi – energia geotermalna, powietrza – energia aerotermalna, wody – energia hydrotermalna.

Przeciwieństwem źródeł odnawialnych są nieodnawialne źródła energii, czyli źródła, których zasoby odtwarzają się bardzo powoli bądź wcale: ropa naftowa, węgiel, gaz ziemny i uran pozyskiwany z kopalin.

Według metodologii BP najintensywniej wykorzystywanym odnawialnym źródłem energii jest energia grawitacyjna wody. W 2018 roku odpowiadała ona za 62,8% energii z odnawialnych źródeł. Kolejne źródła to energia wiatru, energia słoneczna, biopaliwa, oraz energia geotermalna. Według REN21 tradycyjne opalanie drewnem i innego typu biomasą dostarcza podobną ilość energii, co hydroenergetyka.

Najobfitszym źródłem energii odnawialnej jest energia słoneczna. Do powierzchni Ziemi dociera 86 petawatów mocy, czyli około 5000 razy więcej, niż wynosi zapotrzebowanie ludzkości. Około 1% tej mocy zamienia się w moc wiatrów, co oznacza, że sumaryczna moc wiatrów wynosi około 870 terawatów. Część mocy wywołuje parowanie wody, która następnie spada na Ziemię w postaci opadów i tworzy rzeki. Moc rzek, którą można wykorzystać do generowania energii, jest szacowana na 7,2 terawata. Energia geotermalna ma inne źródło – jest generowana przez rozpad radioaktywnych izotopów we wnętrzu Ziemi. Jej moc szacowana jest na około 32 TW.

Duży wpływ na wykorzystanie odnawialnych źródeł energii ma ich koncentracja. Choć najobfitszym źródłem energii jest energia słoneczna, jest ona też najbardziej rozproszona. 1 m² oświetlony słońcem w zenicie może otrzymać maksymalnie około 1 kilowata. Energia wiatru może być bardziej skoncentrowana: pojedyncza turbina wiatrowa może mieć moc kilku megawatów. Elektrownie wodne, wykorzystujące wodę spływającą z dużego obszaru, mogą wytwarzać moc rzędu gigawatów.

Mimo że odnawialne źródła energii takie, jak woda, wiatr czy słońce, są dostępne do wykorzystania za darmo, do końca XX wieku wykorzystanie ich było znacznie droższe od spalania paliw kopalnych. Rozwój technologii i zwiększenie skali ich wykorzystania spowodowało jednak stopniowy spadek cen. Od początku XXI wieku wiele państw zaczęło wprowadzać subwencje na energetykę odnawialną, co przyczyniło się do gwałtownego rozwoju tej branży i dalszego spadku cen.

Energia jądrowa, ze względu na wykorzystanie nieodnawialnego paliwa jakim jest uran, co do zasady nie jest formalnie klasyfikowana jako źródło odnawialne. Wyjątkiem jest energia jądrowa produkowana w zamkniętym cyklu paliwowym obejmującym recykling odpadów jądrowych w reaktorach typu FBR (reaktor prędki powielający). Obecnie w cyklu zamkniętym produkowana jest m.in. energia jądrowa w Rosj. Energia jądrowa nie jest formalnie zaliczana do odnawialnych źródeł energii przez instytucje publiczne, m.in. przez Międzynarodową Agencję Energii, Unię Europejską Wynika to z niewielkiego rozpowszechnienia technologii reaktorów powielających.

Energia jądrowa jest równocześnie źródłem niskoemisyjnym i charakteryzuje się bardzo wysoką gęstością energetyczną co skutkuje niewielkim wykorzystaniem paliwa oraz powierzchni lądu.

Termomodernizacja to przedsięwzięcie mające na celu zmniejszenie zapotrzebowania i zużycia energii cieplnej w danym obiekcie budowlanym.

Termomodernizacja obejmuje zmiany zarówno w systemach ogrzewania i wentylacji, jak i strukturze budynku oraz instalacjach doprowadzających ciepłą wodę. Zakres termomodernizacji, podobnie jak jej parametry techniczne i ekonomiczne, określane są poprzez przeprowadzenie audytu energetycznego. Najczęściej przeprowadzane działania to:

docieplanie ścian zewnętrznych i stropów
wymiana okien
wymiana lub modernizacja systemów grzewczych.

W myśl ustawy z dnia 21 listopada 2008 r. o wspieraniu termomodernizacji i remontów (Dz.U. z 2021 r. poz. 554), do przedsięwzięć termomodernizacyjnych zalicza się:

ulepszenia na skutek których następuje zmniejszenie rocznego zapotrzebowania na energię, którą zużywa się do ogrzewania i podgrzewania wody użytkowej, o 10 do 25%, w zależności od typu modernizacji i wcześniejszych usprawnień
ulepszenia na skutek których o przynajmniej 25% zostaną zmniejszone roczne straty energii pierwotnej w lokalnym źródle ciepła i lokalnej sieci ciepłowniczej
zmniejszenie kosztów zakupu ciepła dostarczanego do obiektu o co najmniej 20% w stosunku rocznym dzięki wykonaniu przyłączy technicznych do scentralizowanego źródła ciepła i likwidację lokalnego źródła ciepła
zamiana konwencjonalnych źródeł energii na odnawialne źródła niekonwencjonalne lub zastosowanie wysokosprawnej kogeneracji.

Dom niskoenergetyczny to obiekt budowlany, który cechuje niższe niż w przypadku tradycyjnego budownictwa zapotrzebowanie na ciepło. Nazywany jest też domem energooszczędnym.

Obiekty wznoszone w standardzie domu niskoenergetycznego mają dobrą izolację przegród zewnętrznych i okna o niskim współczynniku przenikania ciepła. Szczególną uwagę poświęca się miejscom, w których na skutek przerwania ciągłości izolacji cieplnej mogą tworzyć się tzw. mostki termiczne. Nie stosuje się w nich okien połaciowych.
Stosunek powierzchni przegród zewnętrznych do kubatury budynku jest z reguły niższy niż w tradycyjnych obiektach.
Pomieszczenia są tak usytuowane, by można było korzystać z energii słonecznej do ich dogrzewania i oświetlania (tzw. ogrzewanie pasywne).
Stosuje się wyłącznie wentylację mechaniczną z rekuperacją, aby wykorzystywać ciepło zawarte w powietrzu usuwanym na zewnątrz jako urządzenie dodatkowe stosuje się gruntową czerpnię powietrza.

Technologie stosowane w domach niskoenergetycznych:
Aby obniżyć zużycie energii, w domach niskoenergetycznych, podobnie jak w domach pasywnych, powszechnie stosuje się kolektory słoneczne, pompy ciepła, rekuperatory, gruntowe wymienniki ciepła oraz pompy służące do pozyskiwania energii termalnej ze źródeł odnawialnych nie zapominając o buforach (akumulatorach) ciepła.

Zapotrzebowanie na ciepło dla domu niskoenergetycznego kształtuje się na poziomie od 30 do 60 kWh/ (m²•rok). W przypadku budynku tradycyjnego wzniesionego zgodnie z obowiązującymi przepisami wartość ta wynosi od 90 do 120 kWh/ (m²•rok). Dom pasywny potrzebuje poniżej 15 kWh/ (m²•rok).

Gruntowy wymiennik ciepła lub gruntowy powietrzny wymiennik ciepła to urządzenie służące do wspomagania wentylacji budynków zwiększające ich komfort cieplny poprzez zmniejszenie wahań temperatury dostarczanego do budynku powietrza. W literaturze spotyka się też określenie „gruntowa / podziemna czerpnia powietrza”.

Urządzenie w zależności od sposobu wymiany ciepła, można podzielić na przeponowe oraz bezprzeponowe. Przeponowe wymienniki są to takie, w których istnieje warstwa oddzielająca (przepona) media, między którymi następuje wymiana ciepła (wymienniki rurowe). W wymiennikach bezprzeponowych przepływające powietrze ma bezpośredni kontakt z odpowiednio przygotowaną warstwą gruntu (wymienniki żwirowe i płytowe).

W gruntowym wymienniku ciepła wykorzystuje się dużą pojemność cieplną gruntu, dzięki której można zmniejszyć wahania temperatury powietrza dostarczanego do budynku (w stosunku do pobieranego bezpośrednio z atmosfery). Instalacja jest wykorzystywana do wstępnego ogrzewania w zimie lub chłodzenia w lecie, powietrza wprowadzanego do budynków. Najczęściej jest to system połączony z wentylacją mechaniczną budynku i rekuperatorem, powietrznym systemem grzewczym, ewentualnie z wentylacją grawitacyjną wspomaganą kominem słonecznym.

Gruntowe wymienniki ciepła początkowo znajdowały zastosowanie w budownictwie budynków autonomicznych oraz wznoszonych zgodnie z niemiecką normą domu pasywnego.
Obecnie rozwiązanie to wykorzystywane jest coraz częściej w instalacjach wentylacyjnych nowo wznoszonych obiektów, gdzie zwraca się szczególną uwagę na niską energochłonność budynku. Ze względu na korzystny mikroklimat jaki powoduje eksploatacja GPWC, coraz częściej wymiennik instalowany jest w budynkach jedno- i wielorodzinnych.

Wady i zalety GPWC:

Zalety
ogrzewanie powietrza w sezonie zimowym,
ochładzanie powietrza w sezonie letnim,
redukcja bakterii i grzybów (żwirowe wymienniki bezprzeponowe),
czyszczenie powietrza ze smogu (żwirowe wymienniki bezprzeponowe),
dowilżanie powietrza w sezonie zimowym (wymienniki bezprzeponowe),
osuszanie powietrza w sezonie letnim (wymienniki bezprzeponowe).

Wady:
nakłady inwestycyjne.
Czerpnia do gruntowego wymiennika ciepła w myśl polskiego prawa musi znajdować się co najmniej 2 metry nad powierzchnią przyległego terenu.

Budownictwo energooszczędne to technologie w budownictwie, pozwalające na zmniejszenie energochłonności budynku przy jednoczesnym zapewnieniu wysokiego komfortu cieplnego użytkownikom.

Rosnące ceny surowców energetycznych są powodem, dla którego dom energooszczędny jest jednym z najbardziej aktualnych tematów w budownictwie jednorodzinnym.
Zmniejszenie opłat za energię elektryczną oraz cieplną można osiągnąć poprzez minimalizację strat ciepła do otoczenia, stosowanie alternatywnych źródeł ciepła w stosunku do drogich w użytkowaniu pieców gazowych i elektrycznych oraz zainstalowanie systemów automatycznego sterowania budynkiem umożliwiających oszczędne korzystanie z mediów. W niedługim czasie pojawią się również inteligentne liczniki energii będące częścią tak zwanych inteligentnych systemów elektroenergetycznych, pozwalające na optymalne zużywanie elektryczności w ciągu doby.

Budynek pasywny:
Budynek pasywny jest szczególnym typem budynku energooszczędnego, o ekstremalnie niskim zapotrzebowaniu na energię do ogrzewania. Dom musi również spełniać warunek ograniczonego zużycia energii pierwotnej. Komfort cieplny jest zapewniony dzięki tak zwanym „pasywnym” źródłom ciepła, czyli mieszkańcom, urządzeniom elektrycznym, energii słonecznej, oraz odzysku ciepła z wentylacji i ewentualnie dogrzaniu powietrza świeżego. Technologie budowania domów pasywnych pozwalają zaoszczędzić do 80% energii i ograniczyć tradycyjne systemy ogrzewania do minimum. Budynek pasywny charakteryzuje się niewielkim stosunkiem powierzchni zewnętrznej do kubatury (0,8-1), dlatego jego bryła powinna być zwarta. Ilość narożników oraz załamań ścian, gdzie dochodzi do najintensywniejszej wymiany ciepła, musi być jak najmniejsza. Kształt domu pasywnego umożliwia optymalne wykorzystanie ciepła słonecznego, dlatego dobrym rozwiązaniem jest dach jednospadowy, dzięki któremu ściana ustawiona na południe ma większą powierzchnię niż ściana północna.

Budynek inteligentny:
Budownictwo pasywne polega głównie na prawidłowym zaprojektowaniu kształtu domu, jego położenia w stosunku do stron świata, izolacji, wentylacji oraz ogrzewania. Oszczędność energii można również uzyskać dzięki wprowadzeniu automatyki domowej, która zarządza urządzeniami, instalacjami oraz wyposażeniem technicznym. Dom, w którym centralny, zintegrowany system zarządzania steruje ogrzewaniem, wentylacją, chłodzeniem, przesłonami okiennymi oraz innymi instalacjami, nazywany jest inteligentnym. Użytkownik sam ustala dogodną temperaturę, wilgotność powietrza, natomiast system decyduje, w którym momencie uruchomić poszczególne instalacje, nie doprowadzając do przegrzania, bądź przechłodzenia pomieszczeń. Zadaniem systemu sterowania jest optymalizacja zużycia energii, korzystając z jej źródeł tylko wtedy, gdy zachodzi taka potrzeba, w takiej ilości, jaka w danej chwili jest konieczna oraz zapewniając najwyższą sprawność jej konwersji.

Stosowanie odnawialnych źródeł energii:
Stosowanie odnawialnych źródeł energii jest obecnie bardzo popularne. Korzystne dofinansowania dla osób prywatnych oraz fakt, że energia słoneczna nic nie kosztuje, sprawiają, że instalowanie systemów solarnych stało się opłacalne, a energia słoneczna jest najchętniej wykorzystywanym źródłem odnawialnym w budownictwie. Typowy układ solarny z obiegiem wymuszonym służy do podgrzewania wody użytkowej i składa się z kolektora, zbiornika c.w.u., wężownicy, pompy cyrkulacyjnej, regulatora oraz czasami dodatkowego źródła ciepła.

System wentylacji i ogrzewania:
W budynku pasywnym nie stosuje się wentylacji grawitacyjnej, popularnej w tradycyjnym budownictwie. Układ wentylacji mechanicznej nawiewno-wywiewnej jest źródłem zarówno świeżego powietrza, jak i energii cieplnej. Na wyposażenie układu składa się rekuperacyjny wymiennik ciepła, który odzyskuje około 75% ciepła z powietrza usuwanego z budynku oraz dodatkowe źródło energii cieplnej, na przykład wymiennik gruntowy, który z powodzeniem może współpracować z pompą ciepła. Przez gruntowy wymiennik ciepła transportowane jest powietrze służące do wentylacji budynków.

Materiały zmiennofazowe PCM:
Materiały zmiennofazowe, o dużej pojemności cieplnej, w różny sposób wkomponowane w strukturę budynku mają za zadanie zwiększyć jego pojemność cieplną. Duża bezwładność cieplna budynku zapewnia bardziej stabilne warunki termiczne w jego wnętrzu, jak również pozwala na wykorzystanie naturalnych źródeł ciepła i chłodu, dzięki czemu zmniejsza się zużycie energii na ogrzewanie i klimatyzację. Zasada działania jest prosta: gdy temperatura otoczenia wzrasta, wiązana chemiczne w materiale PCM zostają zerwane, a jego stan skupienia zmienia się ze stałego na ciekły. Podczas ochładzania się powietrza, materiał wraca do stałego stanu skupienia i oddaje wcześniej zakumulowane ciepło.

Podsumowanie:
Ogrzewanie, chłodzenie i oświetlenie budynków mieszkalnych pochłania około 40% energii konsumowanej przez zurbanizowane kraje. Chcąc zmniejszyć globalne zużycie energii pierwotnej oraz emisję szkodliwych substancji powinniśmy się skupić zarówno na wprowadzaniu alternatywnych źródeł energii, jak i maksymalnym zwiększeniu sprawności konwersji energii po stronie odbiorcy. Współczesne budownictwo skupia się na energooszczędności oraz optymalizacji zużycia ciepła, elektryczności i kosztów użytkowania. Dzięki rozwojowi technologii informatycznej, automatyka budynkowa zatroszczy się za nas o rozsądne korzystanie z wszelkich mediów i pozwoli cieszyć się wysokim komfortem mieszkania oraz niskim kosztem utrzymania budynku.

Wieża słoneczna jest urządzeniem do pozyskiwania energii słonecznej. Powietrze nagrzewa się w ogromnym kolektorze słonecznym, unosi się i ucieka poprzez wysoką wieżę-komin. Poruszające się powietrze napędza turbiny, produkując elektryczność. Pilotażowa instalacja działała w Hiszpanii w latach osiemdziesiątych XX wieku.

Wydajność energetyczna wieży słonecznej zależy pośrednio od dwóch czynników: wielkości kolektora oraz wysokości komina. Przy dużym kolektorze, większa objętość powietrza ulega nagrzaniu, co powoduje jego większą prędkość przepływu przez komin. Teoretyczne rozważania przewidują powierzchnię o promieniu 3,5 km. Przy wyższym kominie następuje z kolei większa różnica ciśnień wywołana przez tzw. efekt kominowy, co z kolei wymusza większą prędkość przepływającego powietrza. Według założeń, optymalna wysokość komina, dla dużej elektrowni, powinna wynosić około 1000 metrów. Zwiększenie wysokości komina oraz powierzchni kolektora zwiększy przepływ powietrza przez turbiny, a więc ilość produkowanej energii.

Ciepło może być gromadzone pod powierzchnią kolektora, gdzie będzie używane do pozasłonecznej pracy wieży, poprzez oddawanie ciepła do chłodnego powietrza, wymuszając jego cyrkulację nocą. Woda, która ma stosunkowo dużą pojemność cieplną może wypełniać rury znajdujące się pod kolektorem, powiększając ilość oddawanej energii w razie potrzeby.

Turbiny wiatrowe mogą być zamontowane poziomo przy połączeniu kolektora z wieżą, podobnie jak jest to w planach budowy wieży w Australii. W prototypie pracującym w Hiszpanii oś turbiny pokrywała się z osią komina.

Wadą wież słonecznych jest konieczność pracy w obszarach silnie nasłonecznionych oraz zajęcie znacznej powierzchni pod kolektor. Tereny nadające się do budowy to tereny o niskiej wartości, takie jak np. pustynie.

Małoskalowe wieże słoneczne mogą być interesującą alternatywą w pozyskiwaniu energii dla krajów rozwijających się, gdyż do ich budowy nie są wymagane kosztowne materiały i urządzenia ani wysoko wykwalifikowana kadra w trakcie eksploatacji konstrukcji.

Podstawową wadą wież słonecznych jest niski stopień konwersji energii słonecznej w energię elektryczną. Wiele projektów bazujących na wykorzystaniu ciepła słonecznego posiada wyższą sprawność w przeliczeniu na metr kwadratowy. Jednak w przypadku wież rekompensowane jest to znacznie mniejszym kosztem nakładów na jednostkę powierzchni.

Budowa wieży słonecznej wymaga wysokich nakładów początkowych, które są z kolei rekompensowane przez niski koszt obsługi, możliwy do uzyskania poprzez brak kosztów paliwa.
Wadą jest jednak niższa efektywność konwersji energii słonecznej niż np. w konstrukcjach lustrzanych elektrowni słonecznych. Jest to spowodowane większą powierzchnią zajmowaną przez kolektor oraz wyższy koszt konstrukcji.

Opomiarowanie netto to serwis dotyczący lokalnego konsumenta i jednocześnie producenta energii elektrycznej, zgodnie z którym energia elektryczna wytwarzana przez prosumenta we własnej mikroinstalacji i dostarczana do lokalnej sieci dystrybucji jest rozliczana poprzez odejmowanie jej od ilości zużytej energii z sieci elektroenergetycznej. Serwis ten jest zapewniany przez dystrybutorów energii elektrycznej.

Polityka energetyczna obejmująca opomiarowanie netto stosowana w różnych krajach może się różnić, w zależności od tego czy pomiar netto jest w ogóle dostępny, czy i jak długo można utrzymywać dodatnie saldo produkcji i konsumpcji energii, jaką cenę stosuje się do rozliczeń. Większość przepisów dotyczących opomiarowania netto obejmuje miesięczne rozliczenie energii, niewielką miesięczną opłatę podłączeniową, miesięczny sposób opłacania niedopłat na rachunku za energię elektryczną oraz roczne rozliczenia całkowitego jej zużycia. W odróżnieniu od stosowania np. taryfy gwarantowanej, opomiarowanie netto może być realizowane jako procedura czysto rachunkowa i nie wymaga specjalnego pomiaru, wcześniejszych uzgodnień itp.

Opomiarowanie netto jest elementem polityki wspierania prywatnych inwestycji w odnawialne źródła energii. Przykładowo w Stanach Zjednoczonych, w ramach ustawy Energy Policy Act z 2005 roku, wszystkie publiczne przedsiębiorstwa energetyczne są zobowiązane do udostępniania na żądanie pomiaru netto swoim klientom. Mają na to 3 lata.

Przy obecnym poziomie cen net metering w Polsce gwarantowałby rozwój np. energetyki słonecznej bez dodatkowych instrumentów wsparcia.