Un système solaire passif est un ensemble de divers éléments de construction conçus pour la collecte et la conversion de l’énergie solaire afin de répondre aux besoins énergétiques d’un bâtiment. Un tel système comprend des fenêtres, des murs et des sols spécialement conçus, qui fonctionnent tous ensemble. Selon le climat environnemental et l’orientation du bâtiment pendant les périodes de pointe d’ensoleillement, ces éléments fonctionnent ensemble de différentes manières pour absorber et distribuer l’énergie solaire. Cela pourrait améliorer le contrôle climatique ou limiter l’effet des extrêmes environnementaux. Un système solaire passif peut également consister en des propriétés d’isolation thermique, de masse et d’ombrage des matériaux, des traitements et des technologies.
Les conceptions solaires passives reposent sur la coopération architecturale avec la nature plutôt que sur des appareils gourmands en énergie. Afin de gérer efficacement l’énergie solaire dans une maison ou un bâtiment commercial, un système solaire passif peut être conçu autour de l’une des six configurations de conception. Ceux-ci incluent les gains solaires directs, indirects et isolés. Le stockage de la chaleur et l’isolation thermique étendent les capacités énergétiques d’une propriété. Les techniques de refroidissement passif complètent les conceptions.
Le gain solaire direct peut combiner les propriétés d’absorption de la fenêtre et du sol pour capter la chaleur ou l’énergie thermique pour réchauffer directement un espace. Le gain solaire indirect peut conduire cette chaleur à travers un réservoir d’eau ou un mur de maçonnerie. Le gain solaire isolé transmet l’énergie thermique capturée dans un site spécial, comme un espace solaire ou un solarium, et la transfère dans les zones principales via des conduits.
En utilisant la technique de stockage de chaleur, l’énergie thermique peut être captée par un plancher spécialement conçu, un mur d’eau ou un bassin sur le toit. Ceux-ci peuvent être conçus pour émettre de la chaleur pendant des périodes où le soleil peut être absent. Les techniques d’isolation thermique et de vitrage des fenêtres aident à améliorer ou à interdire l’énergie à gain direct.
Le refroidissement passif se produit avec l’utilisation de fenêtres réfléchissantes et de ventilation, comme avec une cheminée solaire. Il s’agit d’une structure qui utilise la convection pour créer un courant ascendant pour éliminer l’air plus chaud et aspirer l’air frais dans une pièce depuis le sol via des tubes d’échange de chaleur. Elle est parfois appelée cheminée thermique. À plus grande échelle, il peut être conçu comme une tour de refroidissement passive à courant descendant.
Essentiellement, un système solaire passif est conçu pour chauffer ou refroidir un bâtiment. Pour ce faire, il utilise une gestion plus efficace de l’énergie solaire et s’appuie sur les propriétés thermiques des matériaux de construction. Les films photovoltaïques (PV) aident à convertir l’énergie solaire en électricité. Appliquées à des vitrages, ces propriétés photovoltaïques permettent également de convertir la lumière du soleil en énergie électrique ou thermique stockable.
De nombreux types de fenêtres sont vitrées ou traitées non seulement pour leurs propriétés thermiques, mais aussi pour protéger les intérieurs des rayons ultraviolets (UV) nocifs. De plus, un système solaire passif peut fonctionner avec des améliorations technologiques telles que des stores ou des rideaux automatisés qui s’activent pendant les périodes de pointe d’ensoleillement. Ce type d’opération peut aider à préserver le refroidissement en protégeant un intérieur du chaud soleil de midi.
Tout au long de l’année, un bâtiment peut subir de nombreuses variations de luminosité et de température. Les jours et les nuits laissent place aux saisons. Au lieu de travailler contre ces tendances, un système solaire passif tente de travailler en leur sein. Il aide à modérer la consommation d’énergie en travaillant plus intelligemment et non plus durement.
Un système solaire passif peut s’adapter à ces changements au niveau quotidien ou saisonnier. En tant que tel, il peut être intégré dans la conception même du bâtiment. Des éléments tels que la direction des fenêtres, l’espace de la pièce, l’ombrage et les plans d’étage fonctionnent avec les matériaux et les technologies pour créer une structure globale éconergétique. Cela peut créer un environnement plus fiable pour un espace de vie et de travail économe en énergie – et une meilleure relation de travail avec Mère Nature.