Die Wärmespeicherung ist das zentrale Element, um einen hohen Anteil des Wärmebedarfs eines Gebäudes mit Solarenergie decken zu können.

Die Wärmespeicherung für die Nacht ist dank Wassertanks wirtschaftlich. Verbesserungen sind durch die Beschichtung der Tanks und ein besseres Verständnis der Vorgänge im Innern der Tanks möglich.

Mit der saisonalen Speicherung im Sommer für den Winter für drei bis sechs Monate könnte eine Sonnenenergie-Versorgung zu 100% erreicht werden. Die Technologie für grosse Baugruppen (mehr als 200 Wohnungen) mit Hilfe des Untergrunds wurde Ende des 20. Jahrhunderts vor allem in der Schweiz entwickelt. Lösungen sind vorhanden, aber noch nicht wirtschaftlich einsetzbar. Die Forschung sucht nun nach Speicherungslösungen für Einfamilienhäuser mit einer Kollektorfläche von 15 bis 30 m2.

Die Kältespeicherung (um 0 °C) und ihr Transport sind ebenfalls interessante Ansätze bei der Produktion und Bewirtschaftung von Kälteenergie.