从光伏、光热到混合光伏热太阳能，从数据中心废热到地热能——城市可再生能源的全部潜力都可以得到利用和优化平衡。这些能源不仅用于法兰克福桥梁网络本身，还用于大桥沿线的建筑、温室、道路基础设施或电动汽车。采用光伏发电和利用太阳能光热来提高建筑热效率是法兰克福市能源重构的两个基本原则。通过桥梁网络，可以实现基于城市现状对能源生产和存储的整合。
在法兰克福，可再生能源在能源生产总量中的占比仍然非常低。
然而，法兰克福有很大的光伏发电潜力，应该加以利用。这一点在法兰克福的桥梁网络上得到了充分的体现：太阳能模组被用来为桥梁本身和邻近市区发电。这种分布式的电力生产和用电需求，需要桥梁成为所谓的供应中心。每几百米范围内的能源供给和消耗都通过供应中心控制，而且各个供应中心还相互连结。
这些太阳能模块被设计成混合光伏热的型式，不仅可以利用阳光发电，而且还收集热能。这些热能在夏季可以储存在地下，在冬季可以被再次利用。
可再生能源发电在总发电量中的占比已经超过三分之一
从2%的可再生能源（2019年）到实现城市能源转型，法兰克福还有很长的路要走：当前主要通过燃烧垃圾和煤炭来发电，并基于此采用区域供暖或使用天然气和取暖油来供暖。
法兰克福有一个结构性的缺点，那就是由于靠近机场而无法扩大风力发电。此外，法兰克福的面积相对较小，因此无法在不牺牲绿地或住房用地的情况下建造大型太阳能园区。因此，到目前为止，生产更多可持续电力的重点主要是在废物和生物质的能源利用方面进行技术优化。
法兰克福应用科技大学开发了一个太阳能登记薄，该登记簿确定了所有屋顶和空地的太阳能潜力。这个工具使每个房东都可以准确地知道在他的屋顶上有多少太阳能可以利用。这些太阳能可以满足法兰克福10%以上的电力需求，每年可以减排超过40万吨二氧化碳——因为目前法兰克福仍主要通过燃烧煤和天然气来发电。
房东对铺设光伏组件的费用望而却步。他们担心光伏组件可能会影响现在密封完好的屋顶，或不得不在已经出租的房屋中铺设新线路。
此外，Mainova的发电厂已在当地运行很久，其设备已折旧，因此可以提供相对便宜的电力。由于历史的发展，能源的集中供应商存在优势。
而对于许多建筑物的业主来说，最重要的淘汰标准是：光伏系统通常把建筑物的外观变成他们不喜欢的样子，因为光伏系统的开发通常主要是考虑效率，而不是美观。
无论一栋建筑是石板屋顶还是美丽的红瓦屋顶，常见的光伏组件通常不会为建筑物增光添彩。
然而，光伏组件并不是为了美学而优化的，效率显然是优先考虑的问题：黑色是光伏的最佳颜色，可以吸收尽可能多的光线。而贯穿光伏板的醒目的网格线路——是为了尽可能地细密以收集产生的电力。
该行业早就认识到了光伏组件的美学问题，因此现在已经有了颜色漂亮、没有明显金属网格纵横交错的光伏板。
唯一的缺点是：它们的效率通常比传统的难看的光伏板要低得多。
因此，法兰克福桥梁网络的口号是：安装效率较低的美观或隐形的光伏设备优于完全拒绝不美观的高效率光伏设备，至少在内城区是这样。而高效率光伏设备可以安装在桥梁的外臂上，这样不干扰任何人。
即使许多供应商正在努力，目前仍然没有任何屋顶采用具有真实的红瓦外观或石板外观的光伏产品。目前市场上还没有外观完美的光伏产品。而且已经开发出的创新产品效率仍然相对较低。
多年来，特斯拉（Tesla）一直在努力开发看起来完全像红色屋顶瓦片或天然石板的屋顶太阳能组件。但到目前为止，市场上还没有已经实现的项目案例，也没有这种屋顶瓦片太阳能组件作为大众产品进入市场。
隐形光伏组件开发只在历史遗迹保护方面领先一步：斯图加特大学建筑物理研究所开发了覆盖有光伏电池的屋顶瓦片，虽然从近处看与Margarethenhöhe Essen的历史建筑上的黑色屋顶瓦片不同，但从远处看却不显眼，与屋顶结构融为一体。
但是每个模块的成本仍然比较高，因为它们还没有被大规模生产。目前，对于建筑业主来说，这种美观但昂贵的光伏组件，投资回报率低，不值得采用。
这一现状将随着法兰克福桥梁网络的建成而改变。在欧洲已经出现的所有类型的 “隐形 ”光伏元件，将被用于桥梁网络的顶部。这些产品看起来根本不像是光伏元件。而桥梁网络也将因此成为这些光伏创新产品的 展示窗口。研究机构支持的定期评估将有助于进一步优化这些创新产品。每位参观大桥的人都能了解到创新技术应用的最新情况，从而使这些创新产品有机会成为大众产品。法兰克福桥梁网络将成为一个永久性的展览，同时伴随着持续的更新或扩展。
在法兰克福这样一个建筑密集的城市，许多多层建筑连成一片，公寓楼的屋顶面积相对于下面的居住空间来说往往太小。为了给每个人生产足够的电力，城市必须寻找更多的空间。外墙只在部分情况下适合用作光伏发电。人们尤其不希望城市中的老建筑被光伏板覆盖。如图是苏黎世的一个例子：一栋新艺术风格的房子将在翻新过程中配备光伏设备。由于屋顶面积太小，所以也使用了外墙进行光伏发电。
当屋顶没有足够的空间时，最简单的解决方案就是将光伏模块安装在外墙上。恰好在现代建筑中，可以利用光伏模组表面玻璃层的镜面效果，将黑色闪亮的组件优雅地融入建筑中。
在正确朝向太阳的情况下，这种黑色单晶硅光伏板的发电效率超过了20%（在组件不需要弯曲的情况下）。表面弯曲的光伏模组发电效率会降低。
选择性散射滤光片以多层次结构反射可见光。通过这种方式，可见光仍然可以被我们人类看到，而红外辐射则被引导到太阳能电池。白色光的反射是通过薄膜背面额外的微结构实现的。 然而不出所料，这项技术带来了发电效率上的损失，光伏模组产生的能量有所减少。
法兰克福桥梁网络上超过三分之一的建筑由现代建筑组成，除了优雅、光滑、深色的外墙外，还有大面积的浅色、朴素的外墙：下图展示的是Hanauer大街上的别墅效果图。
世界各地的研究所、公司和初创企业都在努力寻找传统黑色光伏组件的替代品。像法兰克福一样，许多城市和市政当局已经计算出他们的城市可以通过光伏发电产生多少电力，以及他们何时可以实现二氧化碳平衡。如果对公共区域的表面进行更新（如下图），即使是小小的一面墙也可以用于光伏发电，支持邻近的街道照明。
例如，一些光伏组件看起来像石头，没有人能猜到其背后隐藏着光伏技术。光伏板被悄悄地隐藏在了印刷着图案的前玻璃板后面，不为人所知。
过去，光伏组件的颜色总是灰色或黑色。而现在，弗莱堡的弗劳恩霍夫ISE研究所为市场带来了一项技术：闪蝶色模组（ MorphoColor-Module ）。
该技术不是用彩色颜料给光伏板玻璃着色，而是模仿蝴蝶翅膀的物理效果。蝴蝶翅膀有一个微米级的精细表面结构，可以专门反射一种颜色。弗劳恩霍夫研究所已将类似的表面结构应用于太阳能模块玻璃层的背面。根据不同的结构，光伏板可反射高达7%的入射光，这导致光伏组件表层的盖板玻璃看起来是蓝色、红色或绿色的。
实现视觉多样性的另一种可能性：弯曲的光伏板表面，而不是刚性的平面模块。但人们也必须接受因此造成的效率损失。这种 “薄膜太阳能技术 "的效率仍然低于15%。
公共空间的座位、亭子或雨棚，许多表面都可以通过薄膜技术进行光伏发电。
光伏利用的一种新方法是利用所谓的 ”导波 “原理。这也可以在桥梁网络上使用，例如，用于建筑物的窗户。通过导波，太阳光的高能量部分被引导到带有普通的光伏板的窗户边缘。然后通过光伏模块在边缘产生电能。这样，窗户自身就变成了一个个小型发电机。
新的法兰克福桥梁网络，使附近的业主们可以看到屋顶光伏发电是多么美观（最重要的是，它是隐形的），而且对人们生活的各个领域（包括交通）是多么高效的能源解决方案。
为此，在桥梁网络上将会开发一个智能控制系统。通过这种方式，整个社区可以得到最便宜的电力供应，既用于基础设施，也用于现代的 “奢华生活”，如移动垃圾桶、车辆随叫随到、购物场所的自动搬运服务（无需再使用手推车）等等，而这一切都不会再 "浪费 "电力。
桥梁网络自身的电力需求得到满足后，光伏组件产生的剩余电力首先将被储存在电池中，或者提供给桥梁旁边的电动汽车。电动汽车可以在桥墩上的充电站充电。除此以外产生的剩余电力都用于生产氢气。绿色的氢气可以驱动法兰克福大桥上的氢能源车，剩余的氢气可以储存起来，在冬季通过燃料电池用于发电和供热。
当桥梁网络自身和沿线的电力需求得到满足，而且桥上所有的储能装置都被填满后，剩余的电力才会被输送到当地电力供应商Mainova的电网中。因此，供应商Mainova不需要对每座建筑的电力消耗进行单独核算，只有在桥梁网络内部的电力网络调整供需后，才会与Mainova的外部电网进行电力交换和电力消耗核算。
桥梁网络上的光伏模组只能产生无法被用户直接使用的直流电，因此需要进行变压或者是转化为交流电。
这发生在所谓的孤岛方案中（生产者和消费者构成一个孤岛，例如集成了光伏模组的街道照明设施 ）。桥梁网络产生的绝大部分电力会首先传输到内部的的供应节点，也就是电力供应中心中。在那里电力资源会进行大范围，集中控制的转换，之后被输送给消费者。
模拟是以25.5%的光伏组件效率进行的。保守地假设有4.5%的损失，也就是说，在1971GWh/a的总辐照量中，大约21%被假设为模块层面的结果效率：
在完全的直流/交流转换中，5%（约23GWh/a）的电力将被损耗。
这导致桥梁上和旁边的太阳能组件每年总发电量约为417GWh。即使在完全的交流转换后，其中392 GWh/a仍可使用。
7月的发电量最大，是12月的4倍，而12月是发电量最低的月份。
这张图说明，法兰克福大桥的电力系统需要有一个储存系统来补充，将夏季的盈余储存到冬季。
Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme - Helmholtz-Institut Erlangen-Nürnberg für Erneuerbare Energien - The European Technology and Innovation Platform for Photovoltaics - The Association of European Renewable Energy Research Centers - Renewable Energy Institute - Qatar Environment and Energy Research Institute - NUS College of Design and Environment - Masdar Institute - Global Energy Monitor
来自光伏系统或桥墩地热系统的能量并不会直接使用于桥梁网络上的建筑、街灯等，而是首先被输送至所谓的供应中心：在桥梁附近大约每隔500到1000米，就会有这些供应中心，许多线路在此处交汇，盈余的能量被智能和高效地分配。
每个供应中心在风格上都与周围的建筑相协调。如果周围是一些老建筑，那么供应中心就会设计成奠基时代风格的别墅；如果周围非常现代化，那么供应中心也会设计成超现代艺术风格的建筑： 通过灯光效果、涂鸦、现代艺术、天然石材外饰或其他艺术手段。
白天时，如果这个电网的某个部分，例如一栋公寓楼，生产了富余的电力，那么这部分电力可以在电网中输送给桥梁网络上的另一个消费者，例如一个繁忙的餐馆。
此外，富余电力的分配不仅可以在区域内部进行，还可以给桥梁网络上及附近的电动汽车充电。
如果还有剩余的电力，则可以使用锂离子电池，液流电池或通过电解水制氢进行储能。当桥梁网络上以及沿线的所有消费者都得到了足够的电力供应，而其自身的储能设施也已经处于充满状态的话，则必须将电力输入市政部门的公共电网。因此，当地电力供应商Mainova不需要对每座建筑的电力消耗进行单独核算，只有在桥梁网络内部的相邻区域之间平衡电力供需并进行净额结算后，桥梁网络内部的 “供应中心”才会与Mainova的外部电网进行电力交换和电力消耗核算。
自给自足程度描述了自给自足与总消费之间的比率。法兰克福大桥几乎可以通过自给自足来满足所有的电力需求。这样一来，与城市电网的电力交换就降到了最低： 剩余的电力要么储存在电池中，要么用它来生产氢气--这两种方法都大大减少了电网的输入。这导致了较高的自我消费率：自我消费几乎100%由自我电力生产覆盖。
光伏系统利用阳光来发电。
人们常认为，“光照越多，光伏系统的性能越强”。这意味着理论上沙漠是通过光伏收集太阳能的最佳位置。
只有当光伏模组被冷却时（如在其下方吹风），它们才能达到最佳工作效率。
德国拥有相对较好的光伏应用潜力，因为这里的阳光不像沙漠中那么强烈，而且欧洲中部地区的晴天多风，冷风可以帮助系统降温。
光伏设备不仅可以用空气进行冷却，还可以通过安装在光伏层下的太阳能热管中的盐水进行冷却。在同一块屋顶区域有一个一石二鸟的方案：光伏模组被冷却，而其背后的盐水则被加热。桥梁网络上将大量采用这种方案。
太阳热能系统使用日照的热量来获取能量。如果想用它来加热整个房子，则需要连续的，相对强烈的太阳光照。因此在欧洲中部这项技术通常只与其他能源系统联合使用，例如地下室里的供热锅炉。法兰克福桥梁网络的太阳能供热系统也将与其它供热系统联合使用。
在桥梁网络上，很大一部分太阳能组件被设计成所谓的光伏光热混合收集器。它们既可以通过其表面的光伏板模组发电，同时也通过下方的热管收集热能。在夏季，热量被储存在地下换热器（见下文）中，在冬季则利用水源热泵提取这些热能。
浅层地热探针场域是一个潜在的余热储存系统。它们将在施工过程中被安装在由于桥梁建设必须重新铺设路面的地方。
夏季输送的热量难道不会立即在土地中流失吗？它是否真的保留在柱子周围并在几周或几个月之后可用于取暖？如果热量仍然保留在地下，地下水是否会因此升温？太阳能和地热能的耦合系统为我们提供了这些问题的答案。这一课题正是斯图加特大学建筑材料与工程研究所的研究重点之一。
从光伏到太阳热能和地热能：城市里所有的可再生能源方案都可以在桥梁网络上应用。
这些设施会在桥梁系统建造前完成规划: 从集热板模块的安装, 到能源供应中心的建造，再到桥墩附近地表的地热活化。
确保对城市其他区域的适用性：适应周围环境，混合光伏热模组或光伏模组必须是美观或隐形的。桥梁网络将成为这些技术的一个展示窗口，来激励房主们采用这些太阳能技术。
富余的电力可以供给城市的其他区域使用，而多余的热能则使桥梁网络沿线装有热泵的建筑物受益。