Um in den sonnenarmen Monaten die mögliche Solarenergie über dunkle Tage hinaus speichern zu können, ist ein sehr großer Wasserspeicher – zumeist in Beton oder Stahlkonstruktion – notwendig, der zudem gut isoliert werden muss. Dies ist eine sehr aufwendige Lösung, die wirtschaftlich nur dann sinnvoll ist, wenn der Wärmedämmstandard der Gebäudehülle sehr hoch ist, also im Verhältnis weniger Wärme gespeichert werden muss. Dies ist in der Regel nur in neueren Bauten oder bei einer sehr hochwertigen baulichen Sanierung der Fall.
Eisspeicher
Wird die Beheizung über Wärmepumpen realisiert, ist ein Eisspeicher eine aufwendige – aber sehr wirksame – Lösung. Dazu wird dem Wasser in einem Speicher soweit die Wärme entzogen, dass das Wasser vereist. Durch die hohe Übergangsenergie zwischen flüssigem und festem (Eis) Zustand des Wassers kann dabei viel mehr Energie genutzt werden, als bei einem reinen Wasserspeicher. Der Speicher fällt also bei gleicher Leistung bedeutend kleiner aus. Die Wärmepumpe erzeugt mit Hilfe elektrischer Energie effizient aus dem „kalten“ Wasser die benötigte Heizwärme. In den sonnenreichen Monaten wird durch das warme Wasser der Solaranlage der Speicher wieder flüssig, also „aufgeladen“.
PCM-Speicher
Eine sehr effektive Methode der Langzeitspeicherung ist ein sogenannter PCM-Speicher (Phase Change Material – „Phasen wechselndes Material“). Dieser besteht aus wachsähnlichem Material, welches seinen (Phasen-)Übergang von fest zu flüssig bei einer höheren Temperatur hat als Wasser und zudem in diesem Übergang mehr Energie speichert. Das Material ist deutlich teurer als Wasser, aber wie bei Wasser auch, ist der Prozess fest-flüssig-fest unendlich wiederholbar und das Material ohne Probleme wiederverwendbar. Langfristig ist dies im Neubau eine lohnenswerte Technik. Bei stark genutzten modernen Gebäuden wie etwa Bürogebäuden (viele innere Wärmequellen durch Personen und Technik) kann der Speicher so konzipiert werden, dass das Gebäude ohne eigentliche Heizung auskommt; die Wärmeüberschüsse des Sommers dienen dann der Winterbeheizung.
