انجمن علمی مهندسی حرارتی و برودتی ایران نشریه انرژی های تجدیدپذیر و نو 2423-4931 مقالات آماده انتشار 2026 07 06 Improving Solar Energy Absorption Efficiency: Innovative Design for Parabolic Trough Collectors Using Elliptical Structures بهبود راندمان جذب انرژی خورشیدی: طراحی نوآورانه برای کلکتورهای سهموی خطی با استفاده از ساختارهای بیضوی 246783 FA مجید محمدی گروه مهندسی انرژی، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی قم، قم، ایران 0000-0002-2944-5308 محمد متین رضایت گروه مهندسی انرژی، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی قم، قم، ایران Journal Article 2025 04 07 Renewable energy is expanding as a sustainable and pollution-free resource, and improving its efficiency is crucial. Solar energy, which has been of interest since the 19th century, is one such source. One utilization method involves concentrating technologies, such as linear parabolic collectors, which are used alongside fossil fuel power plants in our country. In these systems, sunlight is reflected by mirrors onto a thermal absorber, transferring its energy. This paper examines the geometric structure of elliptical shapes as a dark body and designs three experimental samples: 1) A control structure with a circular absorber, 2) An initial dome-shaped absorber, and 3) An elliptical absorber, which demonstrated superior performance by achieving maximum energy absorption. The receiving area is 0.6×0.28 m² ± 0.005 m², and the samples can heat 250 mL of water. The observed maximum temperatures were 46.9°C, 54.1°C, and 63.5°C, respectively, with the elliptical design achieving 16.6°C higher than the control. The designs were created using CorelDRAW and SolidWorks, and the data were simulated in COMSOL, showing good agreement with experimental results. The simulation revealed that the control structure only reflects light once, whereas the elliptical structure reduces the aperture area and concentrates rays, increasing multiple reflections onto the absorber and enhancing energy absorption. Overall, the thermal efficiency of the elliptical structure is approximately 35% higher than the control, indicating better performance and greater practicality in concentrating solar systems. انرژی تجدیدپذیر به عنوان منبعی پایدار و بدون آلاینده رو به گسترش است و افزایش راندمان آن اهمیت دارد. انرژی خورشیدی که از قرن نوزدهم مورد توجه قرار گرفت، یکی از این منابع است. یکی از روش‌های بهره‌برداری، تکنولوژی‌های متمرکز کننده نور مانند کلکتورهای سهموی خطی است که در کنار نیروگاه‌های سوخت فسیلی در کشور ما کاربرد دارد. در این سیستم‌ها نور خورشید توسط بازتابنده‌ها به جاذب حرارتی برخورد کرده و انرژی خود را منتقل می‌کند. این مقاله به بررسی ساختار هندسی اشکال بیضوی به عنوان جسم تاریک و طراحی سه نمونه آزمایشی می‌پردازد: 1) ساختار شاهد با جاذب دایره‌ای، 2) ساختار اولیه با جاذب گنبدی و 3) ساختار بیضوی با حداکثر جذب انرژی که عملکرد بهتری دارد. مساحت دریافتی 0/28×0/6 مترمربع است و می‌توانند 250 میلی‌لیتر آب را گرم کنند. حداکثر دماهای مشاهده شده به ترتیب 46/9، 54/1 و 63/5 درجه سانتی‌گراد است که نمونه بیضوی 16/6 درجه دمای بیشتری نسبت به شاهد دارد. طراحی با نرم‌افزارهای کورل دراو و سالیدورک انجام شد و داده‌ها در کامسول شبیه‌سازی شدند که با نتایج آزمایش مطابقت خوبی داشت. شبیه‌سازی نشان داد که نمونه شاهد فقط یک بار بازتاب نور دارد، در حالی که ساختار بیضوی با کاهش سطح دهانه و متمرکزسازی پرتوها، برخورد چندباره پرتوهای بازتابی را با جاذب افزایش داده و جذب انرژی را بهبود می‌بخشد. به‌طور کلی، راندمان حرارتی ساختار بیضوی نسبت به شاهد حدود 35 درصد بیشتر است که بیانگر عملکرد بهتر و کاربردی‌تر بودن آن در سیستم‌های متمرکز کننده نور است.