במעבדה לאנרגית השמש נערכים מחקרים בתחום ניצול תרמי של אנרגית השמש. נושאי המחקר כוללים קולטים שטוחים לחימום אוויר, מים ונוזלים אחרים, קולטים מרכזים לטמפרטורות גבוהות, אגירת חום, התפלת מים סולארית, ומערכות לחימום, ייבוש ומיזוג אוויר בעזרת אנרגית השמש. במעבדה קיימת תחנה מטאורולוגית למדידה רציפה של קרינת שמש, המופעלת בשיתוף עם השירות המטאורולוגי.

קולטי שמש: מגוון רחב של קולטי שמש נחקרו, נבנו ונוסו במעבדה במהלך 35 השנים האחרונות. הפעילות הביאה למספר רב של פרסומים ושני פטנטים הקשורים לקולטים שטוחים. קולט מרכז המבוסס על מראה כדורית ומחליף חום עוקב נחקר, ומספר דגמים שלו נבנו לחימום מים, שמן תרמי ומתכת נוזלית. אחד הדגמים היה בעל קוטר של 10 מטר וייצר קיטור ב-300 מ”צ. דגם משופר נמצא בשלבי בנייה.

קירור סולארי: מספר מחקרים נערכו במעבדה על מערכות קירור המופעלות ע”י חום, המבוססות על משאבות חום ספיגה במחזור סגור ופתוח. מערכת ספיגה במחזור פתוח לקירור, ייבוש ומיזוג אוויר הושלמה לאחרונה. המערכת בהספק קירור של כ-20 קילוואט משמשת למיזוג מספר משרדים בקומה העליונה של בנין המרכז למחקר בהנדסת אנרגיה. המחקר נערך בשיתוף פעולה עם מספר מדינות מן האיחוד האירופי. גרסה משופרת של מערכת זו נמצאת בשלבי בנייה.

התפלת מים סולארית: נחקרה מערכת התפלה בשיטת הזיקוק במחזור רגנרטיבי, המאפשר שימוש חוזר בחום העיבוי לחימום מי הים בכניסה, ומגדיל בכך את נצילות המערכת. המערכת פועלת בלחץ אטמוספרי ועושה שימוש בהסעה טבעית להעברת אידי המים אל המעבה. המחקר שביצענו הצביע על גיאומטריה משופרת, ודגם פועל נבנה ונוסה.

המעבדה אשר נוסדה בשנות ה-70 זכתה למימון ממשרד התשתיות הלאומיות, ממשרד המסחר והתעשייה, ומגורמי תעשייה ישירות לפרויקטים ספציפיים. כתריסר משתלמים ומספר רב של סטודנטים בלמודי הסמכה ביצעו את הפרויקטים שלהם במעבדה, ביניהם מספר אורחים מחו”ל.