在過去的十幾年間，大量使用化石燃料以及地下能源資源有限的問題加強(qiáng)了人們對發(fā)展可再生能源的興趣。減少二氧化碳的排放以及控制它對環(huán)境的影響也已成為世界當(dāng)務(wù)之急。

在建筑能效方面提出的近零能耗建筑的概念（nZEB）以及20-20-20的客觀目標(biāo)被認(rèn)為是減少能耗的重要挑戰(zhàn)，尤其是占能耗總量40%的建筑行業(yè)，在這方面改善那些老舊且不保溫建筑的能效有很大的潛力。

利用可再生能源和廢熱的主要問題在于很難長時(shí)間的儲(chǔ)熱。以前人們一直注重改善用于利用可再生能源或廢熱的單一組件上。目前提高長時(shí)間儲(chǔ)存效率被認(rèn)為是一個(gè)重大的挑戰(zhàn)，尤其是當(dāng)可再生能源需要被保留下來時(shí)。在這個(gè)方面，最廣泛的各種規(guī)模的可再生能源技術(shù)都涉及到太陽能。例如太陽能電廠產(chǎn)生熱量為建筑提供熱能或生活熱水，又如混合干燥劑冷卻系統(tǒng)和太陽能吸收廠。最廣泛的太陽能集熱器是平板式和真空管式，后者常用于制造高溫或減少太陽能集熱面積，而其他種類的集熱器也可以在市場上找到，但它們都用于一些特殊的場合。例如：未上釉的類型常用于加熱游泳池，同心管集熱器、拋物面槽式太陽能集熱器、拋物面碟式太陽能集熱器都用于電廠系統(tǒng)。

近年來，地源熱泵技術(shù)已被廣泛研究，因?yàn)橄啾扔趹?yīng)用更廣泛的空氣源熱泵，它是競爭最激烈的暖通空調(diào)系統(tǒng)。地源熱泵系統(tǒng)是一項(xiàng)很有前途的技術(shù)，它既可以把地下巖土作為一個(gè)熱源，也可以作為一個(gè)儲(chǔ)存熱量的散熱器。作為熱源，巖土體溫度影響熱泵的效率?？諝?水熱泵的應(yīng)用中，環(huán)境溫度隨著當(dāng)?shù)貧鉁厝甓际窍喈?dāng)易變的；空氣源熱泵的能源效率也是隨時(shí)間變化的。熱泵制熱模式下化霜能引起性能衰減。由于利用低溫可以使熱泵獲得更穩(wěn)定的性能。

當(dāng)?shù)卦礋岜孟到y(tǒng)的累計(jì)熱負(fù)荷和累計(jì)冷負(fù)荷幾乎是平衡的時(shí)候，它可以高效的工作。事實(shí)上，在冬季從地下提取熱量用于供熱，而熱量在夏天注入地下，即實(shí)現(xiàn)了熱力補(bǔ)償。當(dāng)建筑負(fù)荷曲線以供熱或制冷為主時(shí)，地下負(fù)荷將不平衡，平均地溫會(huì)降低或增加。這一現(xiàn)象被稱為“熱漂移”，其主要后果是降低了熱泵的長期效率。在某些情況下盡管建筑的熱負(fù)荷不平衡，但地下水徑流可減少熱漂移的影響，恢復(fù)周邊地區(qū)的熱力條件。