Plusieurs opérations de recherche sont en cours à THÉMIS et les développements incluent la production d'électricité, à la fois comme Centrale solaire photovoltaïque et comme Centrale solaire thermodynamique.
L'opération THEMIS-PV, portée par l'entreprise SUNERGIE, a pour objectif de réaliser sur THÉMIS une puissante centrale photovoltaïque : 80 héliostats équipés de 8,8 kWc chacun, soit un total de 670 kWc, produisant annuellement plus de 800 mégawattheure, ce qui représente la consommation annuelle d'approximativement 500 foyers, l'électricité étant revendue à EDF. La mise en place de ce projet est prévue en 2 phases :
Le Projet PEGASE est piloté par le CNRS, via le laboratoire PROMES (PROcédés Matériaux et Energies Solaires) qui développe sur le site des programmes de recherche sur l'énergie solaire concentrée. Ce programme dénommé PEGASE (Production d'Électricité par turbine à Gaz et Énergie Solaire), vise à remettre en place sur le site de THÉMIS une boucle thermodynamique telle qu’elle existait à l’origine mais en l’améliorant. Il s'agit plus précisément de réaliser et tester un système hybride solaire/gaz d'une puissance électrique de l'ordre de 1,4 Mégawatt, utilisant la chaleur solaire pour surchauffer l'air entrant dans une turbine à gaz. Le dispositif a pour but d'ouvrir la voie vers des centrales solaires présentant un meilleur rendement (30% et plus) utilisant des cycles combinés solaire/gaz.
Projet de la société EDF Energies Nouvelles Il s’agit de l’implantation d’une nouvelle génération d'héliostats qui, en couplant le suivi du soleil à un système de concentration de l'intensité lumineuse, augmentera très sensiblement les rendements de la production d'électricité des modules photovoltaïques. Cette opération a pour but de développer ce type d'innovation technologique qui permettra d'améliorer la faisabilité technico-économique des centrales solaires photovoltaïques et génèrera un fort développement de cette filière qui constitue aujourd’hui une véritable alternative aux énergies fossiles polluantes.
StratègEco Solar souhaite implanter en conditions réelles, sur le site de Thémis, une centrale solaire utilisant la technologie des couches minces (amorphe et micromorphe). Cette dernière permet de diminuer fortement la dépendance au silicium, de capter un spectre de lumière plus large et d'améliorer le rendement. Grâce à ces nouvelles cellules, l'entreprise espère ainsi réaliser une augmentation du rendement de 50% par rapport à la technologie du silicium amorphe. Par ailleurs, le temps de retour sur investissement énergétique, c'est à dire le temps d'exploitation du matériel permettant de compenser l'énergie dépensée pour sa propre production, est significativement réduit sur ce type de technologie (de 3 à 4 ans pour la filière silicium cristallin, contre 1 à 2 ans pour la technologie des couches minces).
NUR ENERGIE SAS, société de développement de centrales électriques solaires, va installer sur le site de Thémis différentes installations pilotes de technologies dites « photovoltaïques concentrées » qui permettent de concentrer entre 600 et 1 200 fois l'intensité du rayonnement lumineux sur des cellules photovoltaïques qui produisent de l'électricité. Cette opération constituera un site pilote unique en Europe.
Par ailleurs, de nombreuses autres entreprises ont pris contact avec le Conseil Général dans la perspective de leur installation future sur le site de THÉMIS.