Capteurs solaires thermiques à tubes sous vide : comment ça marche ?

lundi 28 juillet 2008 Écrit par  Yves Heuillard

capteur-solaire-thermique-tubulaire

En France, les capteurs solaires destinés au chauffage solaire sont souvent plats. En pratique ce sont des caissons vitrés dans lesquels on place un absorbeur noir et un réseau de tubes de cuivre que parcourt un liquide caloporteur, généralement un mélange d'eau et de glycol. Dans d'autres pays, en Allemagne par exemple, ce sont les capteurs tubulaires sous vide qui sont majoritaires. Après les capteurs à caloducs , nous voyons ici la technologie de capteurs tubulaires dits à effet thermos. Explications avec Marc Hardouin de Sopro énergie *. Photo ci-dessus Paradigma.

capteur-solaire-thermique-tubulaire-explicationsUn capteur solaire sous vide est constitué d'une série de tubes de verre dans lesquels passe un tube collecteur de chaleur. La paroi des tubes est double, comme celle d' une bouteille thermos, et on y fait le vide. A l'intérieur le tube est recouvert d'une substance qui absorbe les rayons du soleil (nitrure d'aluminium). L'effet thermos obtenu permet d'obtenir un meilleur rendement l'hiver car la chaleur est piégée à l'intérieur du tube (+30% selon Sopro énergie). Le réflecteur et la forme tubulaire du capteur optimisent la capture d'énergie quand l'incidence des rayons du soleil est faible (en début et fin de journée) ou si l'exposition du toit n'est pas idéale (voir le dessin ci-contre). Il permet aussi l'utilisation de l'eau comme fluide caloporteur au lieu d'un mélange d'eau et de glycol (voir toutes les explications dans la vidéo, et en particulier comment on évite le gel).

[video:http://fr.youtube.com/watch?v=9KBEwHTTe4I 360x300] 

*Sopro Energie vend par l'intermédiaire d'un réseau d'installateurs agréés.Vous pouvez faire une demande de devis sur le site. Les capteurs sont fabriqués par l'entreprise allemande Paradigma. Selon Marc Hardouin, le prix des capteurs solaires tubulaires n'est pas plus élevé que celui des capteurs plans. Sopro Energie est une filiale de Tryba (les menuiseries PVC), et le distributeur exclusif de Paradigma en France. Prix indicatif pour chauffe-eau solaire destiné à un foyer de 4 personnes : 6 000 € TTC, pose comprise avec le capteur, le ballon, les pompes et l'électronique de commande. Couvre de 70 à 80% des besoins en eau chaude. Bénéficie du crédit d'impôts et parfois d'aides locales et régionales.

 

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21 Commentaires

  • Lien vers le commentaire mercredi 14 novembre 2012 Posté par Chrichri

    Bonjour,
    J'ai fait installer en 2008 un chauffe-solaire (tubes sous-vide "Paradigma")par un artisan qui a fermé boutique. Depuis quinze jours une alarme retentie avec comme inscription sur le boîtier de commande "PANNE SOLAIRE 1", j'ai appelé le fournisseur de TRYBA à  Mertzwiller qui m'a donné une adresse électronique pour poser ma question, ça fait dix jours que j'attends la réponse. Quelqu'un pourrait-il me dire à  quoi correspond la "PANNE SOLAIRE 1" ?
    Merci à  vous.
    CJ

  • Lien vers le commentaire mardi 09 octobre 2012 Posté par phiphi

    Je suis installateur et j'ai installé les deux modèle dans différente marque pour les plans le verdi-que et simple journée basse en soleil 20à  30° pour les plans et 40 à  60 pour les tube chercher l'erreur et ceci contrôler plusieurs fois sur plusieurs années moi 'ai fait mon choix et mes clients n'en reviennent pas et me fond de la pus salut PHIPHI

  • Lien vers le commentaire dimanche 27 novembre 2011 Posté par Jean-Philippe

    J'ai monté sur mon toit des panneaux à  tube. Trois ans plus tard, j'ai démonté mes tubes car l'eau montait moins en température et je me suis aperçu que certains caloducs étaient percés. Avez-vous eu déjà  ce problème et comment l'avait vu résolu ? Merci pour vos réponses.

  • Lien vers le commentaire dimanche 18 septembre 2011 Posté par yves

    Merci de votre témoignage Théo. Il pourrait être intéressant de faire un petit article sur votre réalisation. Vous pouvez nous contacter ici:
    [url]http://www.ddmagazine.com/Contactez-nous/Yves-Heuillard.html[/url]

    Sinon pour votre installation, il faut se poser la question du sens de pose des tubes. Faut-il mettre les tubes à  l'horizontal (ce qui n'est pas l'usage), peut être même en chevron ? Il faudrait faire le calcul... A moins qu'il existe des tubes avec des réflecteurs spéciaux pour pose verticale. Et peut être vous pouvez introduire un petit angle en décalant le bas. Merci de votre intérêt.

  • Lien vers le commentaire dimanche 18 septembre 2011 Posté par theo

    je vais installer environ 20 m2 de tubes sous vide en façade du garage a 90 degrés ( suite a l opposition du voisin je ne peux pas les poser a 45 sur le toit du garage )
    à  90 degrés je pense que le rendement sera meilleur avec des tubes sous vide . en cas de surchauffe j ai une piscine de 30000 litres et je vais brancher un radiateur dans le garage .
    j habite en suisse a 700 m d altitude et mon installation me servira aussi au chauffage de sol en hiver avec un ballon hoval combisol de 900 litres chauffage et 300 litres eau chaude sanitaire :-)
    l état se soucie de l écologie mais quand je vois les milliers de francs ( en suisse ) en paperrasse administrative et avocats pour défendre mon projet je suis dégoutté ...

  • Lien vers le commentaire mardi 21 juin 2011 Posté par bil

    coté esthétique c'est plus difficile a caser certes , mais coté rendement posé sur châssis c'est le top même en région enneigé plus efficace que du plan car il se libère plus vite de la neige et surtout ne fait pas de condensation derrière le verre donc il monte tout de suite en température des le premier rayon de soleil hivernal. pendant les 2 mois ou les journées sont très courtes (6 heures d'ensoleillement) la température constaté dans le bas du ballon monte entre 46 et 50 degré si la journée est bonne.Pour la surchauffe l'été j'ai opté pour un système autovidangeable mais en général avec une installation bien dimensionné le ça ne monte pas a plus de 90 degré en fin de journée.
    pour repondre a Bruno ce n'est pas du photovoltaïque donc même si les tubes sont comme souvent en hiver en parti basse caché par la neige ça fonctionne sans souci même l'été avec le soleil de coté voir de dos et malgré les réflecteurs des supports ça turbine sévère...

  • Lien vers le commentaire mardi 21 juin 2011 Posté par bil

    coté esthétique c'est plus difficile a caser certes , mais coté rendement posé sur châssis c'est le top même en région enneigé plus efficace que du plan car il se libère plus vite de la neige et surtout ne fait pas de condensation derrière le verre donc il monte tout de suite en température des le premier rayon de soleil hivernal. pendant les 2 mois ou les journées sont très courtes (6 heures d'ensoleillement) la température constaté dans le bas du ballon monte entre 46 et 50 degré si la journée est bonne.Pour la surchauffe l'été j'ai opté pour un système autovidangeable mais en général avec une installation bien dimensionné le ça ne monte pas a plus de 90 degré en fin de journée.
    pour repondre a Bruno ce n'est pas du photovoltaïque donc même si les tubes sont comme souvent en hiver en parti basse caché par la neige ça fonctionne sans souci même l'été avec le soleil de coté voir de dos et malgré les réflecteurs des supports ça turbine sévère...

  • Lien vers le commentaire dimanche 19 septembre 2010 Posté par solarmen

    il y en a qui ont besoin d'une sérieuse remise à  niveau, en écrivant leur blabla pour savoir de quel coté du tube arrive le rayon !!! (n'est ce pas bisphénol , bruno , dminique 26 , margot)

    Les tubes sous vide fonctionnent très bien et comme ils sont sous vide, pas d'oxydation possible.

    18 tubes dans le bas rhin , orienté plein sud donne 65°C dans un ballon de 300 litres par une très belle journée. Par temps maussade, on reste à  40°C!

    Alors arrêter de critiquer , moi j'ai fais l'essai j'ai installer et je constate, j'écris pss en etant ignorant !

    Bonne journée!

  • Lien vers le commentaire dimanche 11 juillet 2010 Posté par apper

    les capteurs solaires plans sont au final bien meilleurs que les tubes.
    voir le comparatif sur:
    http://www.apper-solaire.org/?Capteurs
    bonne lecture

  • Lien vers le commentaire dimanche 28 mars 2010 Posté par Max

    Il n'y a pas de problème de feuilles mortes, à  moins de se trouver sous un arbre, mais dans ce cas, il est inutile de faire une installation, car celle-ci doit être entièrement dégagée.

    Mes capteurs (6mò) sont orientés Sud-Ouest à  272° Ouest (dans l'Hérault) pour deux capteurs et un à  l'opposé vers l'Est, ils fonctionnent l'Hiver ce qui me permet d'avoir de l'eau chaude sanitaire à  40°C durant les jours les plus courts de l'Hiver (eau réchauffée par un by-pass et par ma chaudière au gaz naturel), bien sur il faut du Soleil, mais avec un ciel couvert de cirrus, les IR passent et chauffent l'eau, j'ai juste quelques jours sans eau chaude solaire en plein Hiver.

    Dès mi-Février, début Mars, j'ai de l'eau à  70°C, je coupe le chauffage de l'eau par ma chaudière au gaz naturel et ce jusqu'en Octobre-Novembre suivant les années et leur ensoleillement.
    Bien sur l'amortissement sera long tant que le gaz naturel ne sera pas cher, quoiqu'il va augmenter de 9.7% en Avril, et plus il augmentera, plus je serai gagnant, la planète aussi.

  • Lien vers le commentaire dimanche 28 mars 2010 Posté par Max

    J'ai trouvé la parade contre la surchauffe de mes capteurs sous vide, il faut les couvrir avec une bâche opaque (style bâche de camion), j'ai la chance d'avoir un toit de faible pente, ce qui me permet de pouvoir facilement monter dessus et y placer mes bâches au début de l'Été pour cacher les tubes, c'est très efficace, mais aucun constructeur ne le propose, pourtant quand j'en parle à  des professionnels, ils me répondent que c'est la meilleure solution à  ce jour. Car le liquide calo-porteur peut monter à  très haute température ce qui détruit certains joints de l'installation, même en utilisant des joints spéciaux haute température.

  • Lien vers le commentaire jeudi 21 janvier 2010 Posté par Julien krompholtz

    les feuilles mortes ne sont pas un problème car au bout du tube les feuilles peuvent glisser donc pas a s'inquiéter pour ça...bonne remarque cependant

    13ans par Julien :)

  • Lien vers le commentaire lundi 20 avril 2009 Posté par Bibi

    Si le système est correctement dimmensionné vous devriez avoir un ballon capable de passer les trois jours de mauvais en été sans avoir besoin d'énergie d'appoint. Donc couverture 100%!
    Faut pas dire n'importe quoi.

  • Lien vers le commentaire samedi 11 avril 2009 Posté par Mizoutch

    Le concept du vide est interessant pour valoriser l'isolation thermique, je pense qu'à  l'origine l'idée des tubes était pour capter le maximum d'ensoleillement quand le soleil se trouve bas à  l'horizon (plus de réflections des rayons solaires sur la surface en verre du capteur que de réfractions). et finalement le problème se pose autrement avec la courbure du tube (réfraction totale verre/vide). Enfin!, si on calcul l'énergie capturée par unité de surface on doit faire des grimaces devant sa calculatrice, sans parler des réflecteurs qui me semblent fonctionnels uniquement quand le soleil traverse le méridien du lieu. On revient à  la même problèmatique des capteurs plat. Je pense qu'en therme de énergie/surface/prix le capteur plan est largement supérieur aux tubes. Plus facile même à  néttoyer avec un rendement supérieur quand le ciel est couvert...L'idéal serait un capteur plat sous vide avec une monture équatoriale pour suivre le soleil résistant aux vents et tempêtes.

  • Lien vers le commentaire vendredi 16 janvier 2009 Posté par sarah

    merci leader pour l'explication
    tu es vraiment prof

  • Lien vers le commentaire dimanche 11 janvier 2009 Posté par Armand

    Les capteurs sous vide présentent un intérêt en période très froide. Ils présentent aussi des inconvénients en période très ensoleillée. Au point que les fabricants sérieux commencent à  refuser la vente de capteurs sous vide en France, en particulier dans la moitié sud. Pourquoi ? Parce qu'ils sentent le retour de bâton arriver au bout de 4 à  5 ans, quand l'installation tombe en panne, suite aux montées journalières à  plus de 350 °C ... bonjour la publicité.
    Un capteur sous vide en France, çà  sert à  faire de la vapeur, pas de l'eau chaude. Le gain de productivité en ECS est de 3 à  5% maxi, avec un gros risque sur la durée de vie.

    P.S.: un taux de couverture de 70 à  80% ? J'ai audité plusieurs centaines d'installations, çà  n'existe pas sur une installation correctement dimensionnée. Soit l'installation est surdimensionnée, donc trop chère, soit le fournisseur ne sait pas de quoi il parle. Si un vendeur vous propose un tel taux de couverture, demandez-lui de diviser par 2 la surface de capteurs, pour éviter la surchauffe en été et diviser son prix par 2. Mais ne lui achetez pas son matériel. 50 à  70% est un bon objectif (3 jours de pluie en été, c'est 10% du mois le plus ensoleillée, donc 90% de taux de couverture ce mois là . En hiver, il y a 10 fois moins de soleil ...)

  • Lien vers le commentaire samedi 27 décembre 2008 Posté par Dominique26

    Les Panneaux à tubes sont les plus performants du marché,j'ai pas dit ceux là , mais bon. Bref, quand on sait que le fabriquant est une filiale de Trybat, le fenêtres, moi j'ai un petit doute sur les explications. Allez : des fenêtres à changer pour du double vitrage Argon : résultat des courses environs 7800 euros pour Trybat sans argon, 6000 euros pour un autre connu avec argon, et 6000 euros pour une entreprise locale en bois sans pont thermique avec argon de trés haute qualité. Alors ?

  • Lien vers le commentaire lundi 11 août 2008 Posté par margot

    comme toutes les dernières création d'energie renouvelable, le prix est trop important, il faut des années et des années avant d'en obtenir une sérieuse économie. Les fabricants mettent en avant l'argument à la mode de l'économie d'énergie, de l'effet de serre, mais j'ai la conviction qu'ils ne se soucient que de leur bénéfice bancaire et non du bénéfice d'une vie meilleure. Avec 6000€ d'électricité, je peux me chauffer et me laver au moins pendant 10ans, et qu'est ce qui me garantit que dans 10ans votre installation sera encore en bon état?













  • Lien vers le commentaire lundi 11 août 2008 Posté par margot

    Un effet thermo, je suis persudadée du bon résultat, mais c'est du verre et le verre s'est fragile. Quels sont les risques par mauvais temps de grèle ou chutes de branches et autres...

  • Lien vers le commentaire dimanche 03 août 2008 Posté par Dédé Bisphénol

    Il y a une ombre portée parce qu'une partie de la lumière atteint le tube, ce qui est le but recherché. Mais une autre partie [i]tombe[/i] sur le réflecteur qui la renvoie vers le tube. les graphiquesde l'article montre bien cela. On voit aussi que le reflecteur renvoie les rayons perpendiculairement à la surface du tube et que (ça le graphique ne le montre pas) les rayons réfléchis par le tube lui même sont récupérés par le réflecteur er renvoyés, cette fois avec une bonne incidence vers le tube. L'efficacité géométrique de l'ensemble tube - réflecteur ne faut - à mon avis, aucun doute. Vous avez raison de mentionner les propos de M. hardouin concernant les UV. Il aurait du dire "le rayonnement solaire". Parler des infra-rouge aurait été impropre. Car le capteur ne capte pas seulement les infrarouges émis par le soleil, mais tout le rayonnement. [u]En théorie[/u] le capteur est un corps noir. il absorbe le rayonnement solaire (tout le spectre), s'echauffe et rayonne lui même dans l'infrarouge en fonction de la température atteinte. Cette conversion de l'énergie solaire en chaleur ( y compris les UV, du moins ce qu'il en reste) à la surface de la Terre est à l'origine de l'effet de serre.

    Ceci étant dit, en lumière diffuse, du fait du réflecteur dont le rà´le consiste à récupérer les rayons d'incidences peu efficaces pour les renvoyer perpendiculairement au tube, on peut affirmer que la performance est meilleure qu'avec un capteur plat. Mais ne révons pas, sous un ciel couvert, de toute façon, plat ou tubulaire, de toute façon l'énergie captée est minime. L'effet Thermos l'hiver, en revanche, est probablement effectif.

    Merci de vos commentaires pertinents. le mieux sera de faire des comparaisons grandeur nature avec des capteurs installés en situation. Juste pour conclure ; les allemands dont on connaà®t le goût pour la technique, ont choisi : C'est tubulaire.

    Ah oui, les feuilles. Bonne remarque. Elle amène la question de la tenue de la performance dans le temps des réflecteurs qui peuvent s'oxyder, se piquer. Nous reviendrons donc sur ce sujet.

    Merci.

  • Lien vers le commentaire vendredi 01 août 2008 Posté par bruno

    le tube sous vide parait à vue d'oeil une belle inovation... ceci dit je suis un peu perplexe face aux explications du technicien, on voit une ombre portée du tube sur la partie réfléchissante, lors de ses explications du gain le matin ou le soir. Je me demande dans quelle mesure les réflecteurs permettent un gain le matin et le soir quand le tube fait de l'ombre sur les réflecteurs... Autre chose ce ne sont pas les UV qui chauffent mais les infra-rouge, par temps couvert il n'y en pas beaucoup... cà´té esthétique et pratique ce n'est pas ce qui se fait de mieux... faut-il aussi aller chasser les feuilles mortes l'hiver sous le tube???

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