Det finns många metoder för att upprätthålla behagliga temperaturer i en byggnad, inklusive användning av fossila bränslen och el för att producera värme. Många gånger kräver värmesystem mekaniska eller elektriska system för att fungera korrekt. Passiv solenergidesign, som också kan kallas passiv solbyggnadsdesign eller klimatdesign, är en metod för att värma och kyla en byggnad med hjälp av naturliga processer. Målet med passiv solenergidesign är att hantera denna solvärme under hela året, kyla det inre av en byggnad på sommaren och värma upp den på vintern.
En viktig aspekt av passiv solcellsdesign är konfigurationen av en byggnad baserad på det lokala klimatet. Solens väg en viss dag är olika för varje plats på jorden, så en byggnad kan vanligtvis utformas för att utnyttja denna position. Att tänka på solens årliga väg är ett viktigt steg i passiv solcellsdesign. Andra viktiga steg kan inkludera väderbeständighet av öppningar, energieffektiva fönster och speciell isolering gjord för att lagra och omfördela värme baserat på specifika lokala vädermönster. Även om den specifika designen ändras baserat på lokalt tillstånd, innehåller de flesta passiva solenergikonstruktioner några funktioner.
Generellt sett kommer en effektiv passiv solcellsdesign att inkludera någon form av värmeuppsamlare, såsom stora fönster som vetter mot solen och mörkfärgade yttre material. Värmen kan absorberas eller samlas upp, och designen kan innehålla något slags lagringsmedium. Detta brukar kallas den termiska massan, och det gör att värmen kan fördelas på vilket sätt som helst. Viktiga element i en effektiv passiv solcellsdesign kan också inkludera sätt att styra solvärmen, till exempel med vissa rums- och takstorlekar; yttre överhäng för att skydda fönster från sommarsolen; och ventiler utformade för att utnyttja naturliga värmeprocesser, såsom ledning, konvektion och strålning.
Många element i en passiv solcellsdesign kan fungera för både uppvärmnings- och kylningsändamål. Till exempel kan passiva solvärmesystem använda fönster som vetter mot solen. Detta tillåter ljus och värme att komma in i ett utrymme där det kan hållas eller omfördelas. Den sida av byggnaden som vetter mot solen kan också vara gjord av mörka material för att hjälpa byggnaden att absorbera värme och lagra den för senare distribution. När en byggnad måste kylas kan emellertid passiva solenergidesignelement inkludera ventiler som drar fördel av naturligt vindflöde eller specialdesignade intag som är avsedda att accelerera inkommande vindhastigheter.