Pasywne pozyskiwanie energii słonecznej do wspomagania budynków polega na wykorzystaniu efektu szklarniowego i naturalnych sposobów transportu ciepła. Pasywny system słoneczny jest ściśle powiązany czy też jest wręcz częścią struktury budynku, bowiem składa się z oszklenia i elementów absorbujących i akumulujących energię promieniowania słonecznego, którymi stają się przegrody budynku.

Dobrze zaprojektowany i zrealizowany system biernego pozyskiwania pozwoli na uzyskanie znacznych oszczędności energetycznych, źle zaprojektowany może paradoksalnie zwiększyć zużycie energii konwencjonalnej w zimie i powodować przegrzewanie wnętrza w okresach przejściowych i w lecie.

Stosowany jest szereg rozwiązań konstrukcyjnych umożliwiających efektywne pozyskiwanie promieniowania słonecznego w sposób pasywny, przy czym rozróżnia się głównie systemy pośredniego oraz bezpośredniego pozyskiwania ciepła z promieniowania słonecznego.

Rys. Zasada działania systemu zysków bezpośrednich.[8]

Systemy zysków bezpośrednich

Bezpośredni system zysków jest najprostszym pasywnym systemem grzewczym. Południowa całkowicie przeszklona ściana pomieszczenia umożliwia wnikanie promieniowania słonecznego do wnętrza, gdzie jest ono pochłaniane i magazynowane. Częściowo zmagazynowana energia przekazywana do powietrza wewnątrz budynku, co prowadzi do podnoszenia jego temperatury. Jednym podstawowych elementów tej instalacji jest okap. Zadaniem okapu jest nie dopuszczenie do przegrzania się pomieszczeń w okresie letnim, a nie stanowiący przeszkody dla promieniowania słonecznego zimą.

Rys. System zysków pośrednich z tzw. Ścianą Trombe’a.[8]

Systemy zysków pośrednich

Fluktuacje temperatury pomieszczenia charakteryzujące system zysków bezpośrednich są zazwyczaj większe niż tolerowane przez człowieka w zakresie odczuwalnego komfortu cieplnego. Efektywnym sposobem zmniejszenia tych wahań, z jednoczesną możliwością uzyskania przesunięcia okresu dostarczania energii do pomieszczenia na późniejsze godziny doby, jest odizolowanie wnętrza budynku od bezpośredniego promieniowania słonecznego za pomocą układu magazynującego.

Konstrukcja ściany Trombe’a wykorzystywana jest właściwie do systemów zysków pośrednich z energii słonecznej. W ścianie Trombe’a promieniowanie słoneczne przechodzi przez pokrycia szklane i jest absorbowane przez ciemną powierzchnię ściany akumulującej, powodując wzrost jej temperatury. Po otwarciu kanałów łączących ogrzewane pomieszczenie ze szczeliną między szybą a ścianą, może nastąpić przepływ powietrza przez szczelinę.

Rys. System zysków pośredni i bezpośredni z układem oszklonej werandy.[8]

System zysków pośredni i bezpośredni z układem oszklonej werandy

Połączeniem systemu zysków bezpośrednich i zysków pośrednich jest układ z całkowicie przeszkloną werandą. Ogrzewanie werandy następuje w sposób bezpośredni i charakteryzuje się dużymi wahaniami temperatury. Następnie mieszkalna przestrzeń uzyskuje energię słoneczną w sposób pośredni. Konstrukcja ta znalazła swoich zwolenników w naszej strefie klimatycznej, może być wykorzystywana przy termomodernizacji budynków już istniejących, podnosząc ich walory użytkowe i estetyczne.