Wykorzystanie energii słonecznej w systemach pośrednich polega na umieszczeniu tuż za przeszkleniem elementów odbierających promieniowanie. Do powierzchni odbiornika dociera promieniowanie słoneczne o długości fali od 0,3 do 3,0 μm i ogrzewa go. Odbiornik emituje fale cieplne długości od 4 do 30μm, które są zatrzymywane przez przegrodę szklaną; jedynym pośrednikiem jest tu powietrze. Lekkimi elementami pochłaniającymi, podobnie jak w typowych kolektorach powietrznych, są blachy różnych metali, tworzywa sztuczne, różnego typu żaluzje i tym podobne lekkie przegrody budowlane, które umieszcza się za przeszkleniem w elewacjach południowych.
Niewielka masa tych przegród sprawia, że pobrane ciepło jest natychmiast wypromieniowywane, co powoduje duże wahania temperatury wewnątrz pomieszczenia, a więc stanowi wadę systemu.
Lepszym rozwiązaniem jest umieszczenie za przeszkleniem grubego, maksymalnego muru betonowego, który nagrzewa się wolniej, ale ciepło oddaje dłużej i łagodniej. Rozwiązanie takie spopularyzował w latach sześćdziesiątych francuski uczony, pracujący w narodowym Centrum Badań Naukowych w Odeillo (CNRS), prof. F. Trombe. Od tego czasu ta prosta, a bardzo efektywna metoda, stała się bardzo powszechna. Do budowy ściany Trombe’a używa się materiałów o dużej gęstości i pojemności cieplnej.
Najlepszymi materiałami używanymi do budowy ścian Trombe’a są: beton z kruszywem kamiennym, żelbet, cegła pełna klinkierowa, kamień i woda.
Charakterystyka przegród i materiałów używanych w biernych systemach słonecznych
| Rodzaj materiału i rodzaj przegrody | Gęstość
kg/m³ |
Ciepło właściwe kJ/kgK | Współczynnik przewodności cieplnej W/(m²K) | Pojemność cieplna kJ/(m³.K) | Współczynnik wyrównawczy temp. m³/h |
| Beton z kruszywem kamiennym | 3400 | 0,84 | 1,45 | 2016 | 0,0026 |
| Beton komórkowy | 800 | 0,84 | 0,29 | 672 | 0,0016 |
| 400 | 0,84 | 0,14 | 336 | 0,0015 | |
| Trocinobeton | 1200 | 1,46 | 0,47 | 1752 | 0,0010 |
| 500 | 1,46 | 0,29 | 1168 | 0,0009 | |
| Żużlobeton | 1800 | 0,84 | 0,87 | 1512 | ’ 0,0021 |
| 1000 | 0,84 | 0,40 | 840 | 0,0017 | |
| Keramzytobeton | 1600 | 0,84 | 0,87 | 1344 | 0,0023 |
| 800 | 0,84 | 0,29 | 672 | 0,0016 | |
| Żelbet | 2500 | 0,84 | 1,63 | 2100 | 0,0028 |
| Ściany murowane: | |||||
| — z cegły pełnej | 1800 | 0,84 | 0,79 | 1512 | 0,9019 |
| — z cegły dziurawki | 1400 | 0,84 | 0,64 | 1176 | 0,0020 |
| — z cegły silikatowej | 1900 | 0,84 | 1,05 | 1596 | 0,0024 |
| — z cegły magnezowej | 1920 | 0,84 | 3,80 | 1613 | 0,0085 |
| — z cegły klinkierowej | 1900 | 0,92 | 1,05 | 1748 | 0,0022 |
| Drewno sosnowe
i świerkowe |
550 | 2,72 | 0,17 | 1496 | 0,0004 |
| Kamień zwykły | 2400 | 0,84 | 2,56 | 2016 | 0,0046 |
| Żużel paleniskowy | 1000 | 0,75 | 0,29 | 750 | 0,0014 |
| 900 | 0,75 | 0,26 | 675 | 0,0014 | |
| Keramzyt | 500 | 0,75 | 0,16 | 375 | 0,0015 |
| Woda | 1000 | 4,18 | 0,58 | 4180 | 0,0005 |
| Powietrze | 1,2 | 1,00 | 0,026 | 1,2 | 0,0780 |
Mur Trombe’a pełni funkcje: kolektora, zasobnika i emitera (radiatora) ciepła Dzięki swej masie może zgromadzić ciepło na dobę lub dwie, a jego reakcja na duże napromieniowanie jest niewielka i następuje z przesunięciem fazowym.
Do budowy muru Trombe’a oprócz materiałów stałych można użyć wody w pojemnikach. Woda ma dużo lepsze właściwości jak wszystkie inne materiały . Można ją zgromadzić w ciemnych nieprzeźroczystych zbiornikach ustawionych za przeszkleniem, jak to uczynił S. Bear w domu zrealizowanym w Albuquerque USA (ściana z beczek blaszanych napełnionych wodą o pojemności 208 1 każda) lub w przeźroczystych tubach z tworzywa sztucznego, jak to zaprojektowała amerykańska firma Kaltwalwall Corporation.
Wymagania dotyczące ściany Trombe’a są w naszym klimacie następujące: 0,6 —1,0 m2 ściany na 1 m2 podłogi dla ścian betonowych lub 0,45 — 0,85 m2 na 1 m2 podłogi dla ścian wodnych. Ściany ceglane winnv mieć grubość 25 — 38 cm, betonowe 30 — 45 cm, a wodne — 15 — 30 cm. Ściany winny być odsunięte od przeszklenia zewnętrznego (2 szyby) o minimum 12 cm (o 1/15 —1/20 wysokości kolektora). Dla poprawienia sprawności ścian zalecane jest umożliwienie cyrkulacji powietrza w przestrzeni między szybą a ścianą. Otwory w ścianie umożliwiające cyrkulację powietrza powinny mieć sumaryczną powierzchnię równą 1/20 powierzchni całej ściany. W czasie chłodnych dni należy zamknąć otwór górny, aby nie nastąpiła cyrkulacja odwrotna.
W najnowszych wariantach ściany Trombe’a, zamiast kłopotliwych osłon cieplnych opuszczanych na noc, stosuje się pokrywanie zewnętrznej części muru warstwami selektywnymi. Warstwy te nie pogarszają sprawności pochłaniania promieniowania słonecznego przez ścianę, a zapobiegają promieniowaniu cieplnemu ściany w kierunku szyby (na zewnątrz). Skuteczność ich jest taka sama jak izolacji cieplnych (żaluzji). Ściana Trombeła może być również krótkoterminowym magazynem ciepła. W takich przypadkach należy zwiększyć jej masę nie więcej niż o 10 do 20%.
W celu poprawienia sprawności ściany, łączy się ją z materiałami ulegającymi przemianom fazowym, co zwiększa czas i ilość magazynowanej energii cieplnej. Przy następujących po sobie słonecznych dniach, ściana jest w stanie gromadzić coraz to więcej energii. Eksperymenty amerykańskie i francuskie przeprowadzone na początku lat osiemdziesiątych potwierdzają, że efektywność takiej ściany jest o ok. 50% wyższa jak tradycyjnych ścian Trombe’a.
Wykonano obliczenia zysków z promieniowania słonecznego dla domu jednorodzinnego stojącego w Zakopanem, Warszawie i Mikołajkach. Dom ten, o 160 m2 powierzchni użytkowej i 29 m2 ściany Trombe’a od południa, o formie tradycyjnej, jedynie o zwiększonej izolacyjności cieplnej ścian zewnętrznych, uzyskiwał z promieniowania słonecznego, odbieranego przez ścianę Trombe’a: w Zakopanem 20%, w Warszawie 14%, a w Mikołajkach 15% pokrycia zapotrzebowania na ciepło.
Innym sposobem na absorbowanie i magazynowanie promieniowania słonecznego jest budowa basenu wodnego, który w obudowie powinien mieć mocno przeszkloną południową ścianę, pia zmniejszenia parowania (ochładzania się) wody w prywatnych basenach bardzo skuteczne jest przykrywanie ich na noc i w pochmurne dni izolacją cieplną, co ułatwia utrzymanie temperatury wody w granicach od 25 do 30°C.
Do absorpcji promieni słonecznych mogą być również użyte zbiorniki z wodą umieszczane na dachu, na nieizolowanej termicznie konstrukcji stropu. Na mniejszych szerokościach geograficznych są one dobrym sposobem na pozyskiwanie ciepła zimą, a ochładzanie pomieszczeń latem; w naszym klimacie są nieprzydatne.