Aktuelle Forschungsschwerpunkte am ZAE Bayern liegen bei Kollektorentwicklungen für den Nieder- und Mitteltemperaturbereich (Temperaturbereich bis 200 °C), sowie der Kurz- und Langzeitspeicherung solarer Wärme. Die Einbindung von Solarthermie in solar unterstützte Heiz- und Kühlsysteme ist wegen der Dynamik solarer Strahlung, der gegenseitigen Wechselwirkung von Komponenten und Gebäude komplex und benötigt daher eine dynamische Systemsimulation zur Auslegung. Für größere Anlagen mit und ohne Langzeitwärmespeicher müssen dazu die kompletten solaren Nahwärmesysteme simulationstechnisch abgebildet werden. Insbesondere die Solarisierung von Bestandsgebäuden oder Bestandsquartieren mit Neubauanteilen erfordern F&E-Anstrengungen und neue Ansätze im Bereich adaptiver und antizipierender Regelungen. Um die hohe Akzeptanz bei den Nutzern zu erreichen und zu sichern, ist eine intensive Qualitätskontrolle bei der Planung, dem Bau und Betrieb thermischer Solaranlagen erforderlich. Diese erfolgt über die wissenschaftliche Begleitung und ein qualifiziertes Monitoring innovativer Anlagen. Ziele der Optimierung sind den solaren Deckungsanteil zu erhöhen und die Wirtschaftlichkeit der Systeme zu verbessern. 

Solarthermische Systeme in allen Temperaturbereichen erfordern zur Anpassung von Angebot an den Bedarf geeignete Wärmespeicher. Je nach Anwendung reicht dies von Puffer- oder Kurzzeitspeicherung bis hin zur saisonalen Wärmespeicherung.

Derzeit bearbeitet das ZAE Bayern Projekte in den Bereichen Kollektorentwicklung, solar gestützte Nahwärmesysteme, saisonale Speicherung von solarer Wärme, solare Klimatisierung und solare Prozesswärmebereitstellung. Zusätzlich wird an der verbesserten Integration solaraktiver Außenwandelemente in die Gebäudehülle gearbeitet. Solaraktive Wandelemente schaffen Synergien und reduzieren Kosten. Das ZAE Bayern ist mit seinen Solaren Nahwärmekonzepten national und international führend und entwickelt als eines der wenigen Institute eigenständig Prozesswärmekollektoren für den mittleren Temperaturbereich.

Über die rein technischen Entwicklungsmöglichkeiten hinaus hat das ZAE Bayern umfangreiche Kompetenzen bei der Veranstaltung wissenschaftlicher Tagungen (Beteiligung in Tagungsbeiräten u. ä.), für regionale und nationale Potenzialabschätzungen und systemische Betrachtungen (kommunale und regionale Energiekonzepte). Diese Expertise kann auch für Technikfolgenabschätzung und Risikoanalyse zur Politikberatung eingesetzt werden.