Si definiscono fonti energetiche rinnovabili quelle fonti per le quali la durata del ciclo di utilizzo è paragonabile alla durata della rigenerazione, per cui consideriamo tale ogni fonte energetica che non può essere totalmente consumata in quanto dispone di una sua capacità di riprodursi biologicamente o di rigenerarsi fisicamente. Le fonti rinnovabili sono fonti inesauribili (come l'energia solare), o appartengono ad un importante ciclo fisico (come il ciclo idrologico), oppure ad un sistema biologico (come tutte le piante che si riproducono). Al contrario, la maggior parte delle risorse esauribili possono rinnovarsi solo in un intervallo di tempo geologico, come i combustibili fossili e le risorse minerarie. Fonti energetiche rinnovabili sono il sole, il vento, le risorse idriche, le risorse geotermiche, le maree, il moto ondoso e le biomasse.

Un impianto fotovoltaico converte la radiazione solare in energia elettrica, sfruttando le proprietà di alcuni materiali semiconduttori (fra cui il silicio) che, opportunamente trattati e collegati, producono elettricità se esposti alla radiazione solare. Gli impianti fotovoltaici possono essere di due tipi: isolati (stand alone) oppure connessi a rete (grid connected). La differenza sostanziale risiede nella modalità di stoccaggio dell'energia prodotta. Il primo tipo immagazzina l'energia prodotta in batterie ricaricabili, per cui è indicato per impieghi mobili o lontani dalla rete di distribuzione. Il secondo, invece, riversa la produzione nella rete elettrica ed è la soluzione tipica per la maggioranza delle abitazioni cittadine.

I moduli fotovoltaici hanno una vita stimata che va dai 50 ai 100 anni circa, anche se è plausibile pensare a dismissioni dopo 20/25 a causa dell’obsolescenza della tecnologia e a possibili riduzioni di efficienza, mentre per un impianto si può pensare a trenta e più anni senza dover essere modificato o ristrutturato.

Un impianto fotovoltaico può essere installato praticamente ovunque senza problemi particolari.

Si; l’impianto fotovoltaico funziona al meglio con cielo sereno, moduli orientati a sud, temperatura di 25 °C, ma un minimo di energia elettrica e’ prodotta anche in caso di cielo parzialmente nuvoloso.

Un impianto eolico si basa su dispositivi in grado di convertire in energia elettrica l’energia cinetica posseduta dal vento. L'aria, entrando in contatto con le pale opportunamente sagomate di tale dispositivo, lo mette in rotazione generando energia, che viene direttamente convertita in energia elettrica.

Con mini-eolico si intende un impianto eolico costituito da generatori di piccole dimensioni (da mezzo a 8/10 metri di diametro, 20/25 m d’altezza), costituito da materiali leggeri, con pale e dispositivi di conversione adatti alle basse velocita’ di rotazione dei venti cittadini, e che raggiungono generalmente poche decine di kW.

Come per il fotovoltaico e altri impianti basati su fonti rinnovabili, anche il mini-eolico puo’ essere impiegato sia come sistema autonomo o collegato alla rete elettrica in modalita’ di scambio col gestore della rete nazionale (prevista per impianti alimentati da fonti rinnovabili con potenza massima di 20 kW).

Il solare termico e’ un processo in cui si utilizza l'energia solare per il riscaldamento di fluidi (come l’acqua). L’energia e’ raccolta dal collettore e trasferita al luogo di accumulo o di utilizzo grazie a un sistema di circolazione che puo’ essere naturale o forzato.

Un impianto solare e’ in grado di scaldare l’acqua in poche ore in estate, e massimo una giornata di sole in inverno. In mancanza di sole, l’impianto non puo’ funzionare, per cui l’impianto solare rimpiazza completamente l’impianto standard in estate, mentre dev’essere integrato da quello tradizionale in inverno o nelle giornate di pioggia.

L’energia geotermica è la forma d’energia derivante dal calore endogeno della Terra che fluisce verso l'esterno con l’ausilio di fluidi vettori, come acqua e vapore, naturali o iniettati. L’energia geotermica può essere utilizzata per la produzione di energia elettrica, per il riscaldamento in ambito civile, per fornire calore di processo in attività industriali e per il riscaldamento delle serre in agricoltura.

Per il riscaldamento degli ambienti, le temperature dei fluidi geotermici devono essere dell’ordine di 50-80° C per gli impianti a termosifone, 35-50° C per i pannelli radianti; qualora i fluidi non raggiungessero le temperature richieste, si possono adottare dei sistemi integrativi quali una caldaia o una pompa di calore. La pompa di calore con pozzo geotermico utilizza il terreno come serbatoio/sorgente di calore (che mantiene una temperatura costante di 14-15°C sia in inverno che in estate) permettendo di pre-raffreddare o pre-riscaldare l'aria (o l'acqua).

La biomassa è materiale organico che può fornire energia attraverso diversi processi di trasformazione. Si possono usare le biomasse attraverso la combustione diretta (legna da ardere, pellet, residui di lavorazione del legno, residui delle coltivazioni e residui forestali) per produrre energia termica per il riscaldamento degli ambienti. Se disponibile localmente può essere usata per alimentare l’impianto di riscaldamento sostituendo o integrando altre fonti di energia.

L'efficienza energetica del sistema edificio-impianto è tanto più alta quanto più basso è il consumo di energia necessario per il mantenimento delle condizioni ambientali che favoriscono il benessere termico, pertanto l'attenzione va rivolta contemporaneamente alle potenzialità delle tecnologie d'involucro nel ridurre il lavoro degli impianti e alla scelta delle tecnologie impiantistiche più efficienti.

L'efficienza energetica del sistema edificio-impianto è tanto più alta quanto più basso è il consumo di energia necessario per il mantenimento delle condizioni ambientali che favoriscono il benessere termico, pertanto l'attenzione va rivolta contemporaneamente alle potenzialità delle tecnologie d'involucro nel ridurre il lavoro degli impianti e alla scelta delle tecnologie impiantistiche più efficienti.