Zu den Erneuerbaren Energien, die alternativ auch als regenerativ bezeichnet werden, gehört neben anderen auch die Sonnenenergie. Die Sonne strahlt Energie aus, die auf der Erde als Solarstrahlung ankommt. Eine direkte Nutzung der Sonnenenergie als Solarenergie erfolgt durch Photovoltaik- sowie durch Solaranlagen. Während mit der Solaranlage als einer technischen Anlage die Sonnenenergie in eine andere Energieform umgewandelt wird, erzeugt die Photovoltaik-Anlage aus Sonnenenergie direkt elektrischen Strom. Eins wie das andere ist mit der jeweiligen technischen Anlage auf dem Gebäudedach des Einfamilienhauses möglich. Geradezu ideal ist der Hausneubau vor allem deswegen, weil von Beginn an die Rahmenbedingungen für beide Anlagen auf geradezu ideale Weise geschaffen werden können. Zu denen gehören die Ausrichtung des Gebäudedaches zu den Himmelsrichtungen Süden und Westen, um die tägliche Sonnenenergie möglichst lange und umfänglich einfangen, in dem Sinne sammeln zu können. Aus diesem Grund werden die Module der beiden Energieanlagen auch Kollektoren genannt. Verschattungen durch Nebengebäude sowie durch Baumwuchs beeinträchtigen den direkten Sonneneinfall auf die Module.
Ein bedeutsamer Unterschied zwischen den beiden Energieanlagen ist deren Wirtschaftlichkeit. Während mit der Solaranlage ausschließlich eigene Ausgaben reduziert werden können, lassen sich mit der Photovoltaik-Anlage durch den Verkauf des erzeugten Stroms an den örtlichen Energieversorgungsträger Einnahmen erzielen. Alternativ dazu kann der erzeugte Strom auch ganz oder teilweise selbst genutzt werden, um unterm Strich das Hinzukaufen von Strom zu vermeiden respektive zu reduzieren.
Die sogenannte Aufdachanlage ist eine gängige Form für die privat betriebene Photovoltaik. Wie das Wort sagt, wird die Anlage auf das vorhandene Gebäudedach montiert. Getragen wird sie von der Unterkonstruktion des Daches. Die Leistungsfähigkeit der privaten PV-Anlage richtet sich sowohl nach der Leistungsstärke als auch nach der Zahl an Modulen. Die wird ihrerseits durch die vorhandene Dachfläche bestimmt beziehungsweise eingegrenzt. Die Solarenergie der Sonne wird durch die Wandlung von Gleichstrom in Wechselstrom in das Stromnetz eingespeist. Innerhalb der PV-Anlage ist der Solarwechselrichter das entscheidende Gerät. Die Nennleistung als Ertrag aus der Energieumwandlung wird in Kilowatt peak, kurz KWp gemessen.
Deutschlandweit gibt es statistische Erfahrungswerte, nach denen sich die wahrscheinliche Nennleistung anhand der Module, der Dachflächengröße sowie der durchschnittlichen Sonneneinstrahlung sehr genau berechnen lässt. Das ermöglicht eine recht zuverlässige Kalkulation der Wirtschaftlichkeit einer PV-Anlage auf dem Dach des Eigenheims, und damit auch deren Finanzierung.
Unter Berücksichtigung der staatlichen Förderung einer PV-Anlage, des vorhandenen Eigenkapitals sowie der Fremdfinanzierung durch die Hausbank beträgt die durchschnittliche Finanzierungszeit 12 bis 15 Jahre. In dieser Zeit sollte sich die Solarenergieanlage mit Einnahmen und Ausgaben sowie mit der dazugehörigen Steuervergünstigung plusminusnull rechnen oder bestenfalls schon einen Überschuss ausweisen. Im Anschluss an die Finanzierung stehen den gleichhoch bleibenden Einnahmen nur marginale Ausgaben für Unterhaltung, Wartung, Pflege und Versicherung gegenüber. Wie es heißt, rechnet sich spätestens jetzt die PV-Anlage mit ihren Einnahmen. Da der erzeugte Strom in das öffentliche Stromnetz eingespeist, also an den Energieversorgungsträger verkauft werden kann, ist das Betreiben der Photovoltaik ein steuerpflichtiges Gewerbe. Das meldet der Hauseigentümer bei der örtlichen Gemeinde als solches an. In der Folge sind die Umsätze mit Einnahmen und Ausgaben in der jährlichen Einkommensteuer zu erklären. Abhängig von dem Ergebnis aus der Photovoltaik erhöht oder reduziert sich dadurch das steuerpflichtige Jahreseinkommen und somit auch die tatsächliche Steuerlast.
Die thermische Solaranlage, im Sprachgebrauch kurz als Solaranlage bezeichnet, wird zur Warmwasserbereitung sowie zur Wärmegewinnung eingesetzt. Vergleichbar mit der Photovoltaik wird die Sonnenenergie mit Sonnen- beziehungsweise Solarkollektoren gesammelt, gebündelt und technisch nutzbar gemacht. Der Fachbegriff dafür heißt Solarthermie, kurz ST als die Umwandlung von Sonnenenergie in thermische, also in Wärmeenergie.
Im Einfamilienhaus gehört die thermische Solaranlage zur Haus- und Versorgungstechnik für den Bereich Heizung. Die drei wichtigsten Bestandteile einer Solaranlage sind Sonnenkollektor, Solarwärmespeicher sowie der Solarkreislauf. Ziel einer Solaranlage im Einfamilienhaus ist eine Volldeckung in den Sommermonaten. Damit erübrigt sich in dieser Zeit das Einschalten der Zentralheizungsanlage. Der Einsatzzweck im Privathaushalt gliedert sich in die Wassererwärmung sowie in die Unterstützung der Raumheizung.