1.Жартылай өткізгіштік фотоқабылдағыштар. Жартылай өткізгіштік фотоқабылдағыштар жарық сәулеге әсер ететін электрондық прибор. p-n ауысуы құрылымды фотоқабылдағыштар арқылы жарық энергиясын электр энергиясына айналдыруды қарастырмастан бұрын сәулелену кезінде жартылай өткізгішпен әсер етуіне келетін болсақ, жартылай өткізгішке түсетін сәулені үшке боледі: бір бөлігі жартылай өткізкізгіштің бетіне шағылады, екінші бөлігі көлемде жұтылады, ал үшінші бөлігі жартылай өткізгіштен өтеді. Бұл процесс ішкі фотоэффект деп аталады. Жартылай өткізгіштік фотоэлектрлік приборларда электр энергияға түрлендіруі үшін түскен жарықтан басым бөлігі жұтылуы тиіс өйткені жартылай өткізгіштің бетіне және одан өткен сәуле пайдасыз шығындалып кетеді. Мұндай жарт.өт. приборларға әсер ететін түрдің бірі- фотон әсерінен ток тасымалдаушылардың генерациясы болып табылады. Осы кезде электрон -кемтіктік пара түзіледі, егер фотон ж.ө.-тің кристалдық тордағы атомға әсер етсе немес фотон донорлы не акцепторлы қоспа атомдарына әсер етсе бұл процес ішкі фотоэффект деп аталады. Ж.ө.енетін фотон ағыны мына заң бойынша өтеді; F₀ - ж.ө. арқылы өтетін фотон ағыны(фотон/см²*с), F(х)-беткі қабаттан х тереңдікте жатқан фотон ағыны; а-жұтылу коэфициенті. Фотоқабыл. p-n құрылымы біртекті және біртексіз таралған қоспалармен деп бөлінеді. Біртекті құрылымда қоспалар қонцентрациясы п-облысна да р-облыстарда диффузия әсерімен қозғалады. Ал біртекті еместе қоспалардың концентрациясы температуралық градиентке байланысты ішкі электр өрісі әсерінен қозғалады. Көбінесе фотоқабылдағыштар үшін екі сезгіштік қасиетін ескеретін боламыз: интегралды және монохроматты. Интегралдық сезгіштік фотоқабылдағыш шамасының(мА) жарықтық ағын шамасына (лм) T=2850 К температурада қатынасы. Бұл сезгіштікті фотоқабылдағыштың тек сәулелену көзіне қатынасы ретінде қарастырамыз. Кремнийлі құрылғылар үшін интегралды сезгіштік 4-9мА/лм, ал германийлік үшін -15-25мА/лм арасында жатады. Монохроматтық сезгіштік –фототок шамасының(мА) сәулеленудің жарықтық энергиясына(мВТ) белгілі бір толқын ұзындығына сәйкес келетін ұзындықта қатынасы. Фототоктың спектральді сипаттамасының өзгеруі температураға байланысты. Температура өзгерісімен жарықты жұту коэффиценті, тыйым салынған аумақтың ені өзгереді. Температура үлкейген сайын тыйым салынған аумақтың ені кішірейеді.Фотоқабылдағыштардың вольт-амперлік сипаттамасы өз кезегінде құрылғы арқылы өтетін токтың оған жалғанған электрлік кернеу әсеріне байланысты болады. Вольт-амперлік сипаттама фотоқабылдағыштардың жарық немесе қараңғы екенін көрсетеді. Фотоқабылдағыштың сезгіштік табалдырығы нақты дәлдікпен тіркелген жарық сигналының минималды мәніне тең болады. Импульстік сипаттамасы фотоқабылдағыш шығу сигналын жарықтану уақытына байланысты есептейді. Импульстік сипаттама бойынша екі параметрлерді анықтайды: 0,1-0,9 деңгейіндегі жарықтың үлкеюі мен кішірею уақыты. Бұл құбылыс сәулелену типіне, жарықпен тасымалданатын механизмдер, фотоқабылдағыш жұмыс режимі және жүктеме кедергісіне байланысты болады. Импульсті режим схема мен қондырғыда сипатталады, бұл фотоқабылдағыш сәулелену импульсін қабылдайды.

О л су асты 22 осциляциялық су столбалармен қамтамасыз етілген. Сонымен қатар Каймей суднасында ди аметрі 1,4метірге жететін үш жел турбиналары бар. әрбір турбина электр генераторды айнымалы ток арқылы қозғалтып 125кВт дейн қуат мөлшерде энергия түрлендіре алады. Толқындық энергия тығыздығы 30кВт/м/м және толқын биіктігі 5-6м болғанда әрбір жел агрегат 100ден 250кВт-қа дейін энергия түрлендіре алады. Генерацияланатын қуат максимум 15-20пайызды құрайды. Толқындық энергияны қайта түрлендіру артықшылықтары: басқа энергия көзіне қарағанда оны іздеп өңдеудің қажеті жоқ

• Тасымалданбайды

• Зиянды қалдықтар болмайды яғни экологиялық таза

• Кей жағдайларда құрылғыларды су ағынына байланысты реттеп отыруға болады

• АЭС, ТЭС қарағанда арзан энергия көзі

2.Энергия аккумуляциясы және арақашыққа тасымалдау (берілісі).

1.Биологиялық аккумуляция - фотосинтездің үдерісі және осы процесс жүреді,энергия аккумуляциясының биоотында пайдалану аз мөлшерде қолданылады. Арада ұстанымда "отынның дайындамасының" үдерісі жылудың энергиясы сол оның аккумуляциясы.

2. Энергия көптеген химиялық элементтердің байланыстарында орын алуы және экзотермиялық реакция кезінде бөлінуі мүмкін. Бұл реакцияның ең танымалы жану болып табылады. Кей кезде мұндай реакцияны орындау үшін алдын-ала қыздыру немесе катализаторларды пайдалану керек (мысалы, энзимдер). Химиялық аккумуляция – энергия химиялық элементтің байланыстарында және экзотермиялық реакцияларды қолданылуда бөлініп шығады. а) сутегі - судың электролизінің – қолданғанда күйдіру. Суды жоғары температуралық қыздыру есебінен де ыдыратуға болады. Бұл реакция:

түрінде жазылады.

б) сутегі және азот аммиақтан при 700оС - аммиақтың синтезінің жылуды қолданыста бөледі.(тепло- ірітіп-шіріту - синтез- жылы).

Аммиак. Суға қарағанда аммиак қол жетімді температура кезіндегі құрастырушы элементтерден тұрады:

3. Аккумуляция жылусиымдылықпен - су, шойын, тасты тұқымдар энергия жылуының және оны сақтау жақсы оқшау ортада сыртқы әсерден қамтамасыз ете біледі.

4. Механикалы аккумуляция - әлеуетті немесе кинетикалық энергиялар арнаулы құрылымда жинақталады. А) гидроэнергетикалық жүйелер - су бассейнінде жинақталады, қолданған кезде гидротурбиналар жұмыс істейді. В) маховиктер - жинақталады және шығындалатын электр машинамен тоқулы айналатын маховиктың кинетикалық энергиясы.

3. Жылулық қабылдағыштардың мысалдары:ашық,жабық және изоляцияланған жылу су сақтаушылар.

Сырттан өңделген металл пластиналар 1 күндіз күн сәулесінен суық жинағышты экрандайды, селективті қабат 2 күндізгі күн сәулесін қабылдамайды. Сәулелі жылуайырбас қоршаған ортаның температурасынан 15 градусқа төмен температураға ие суық аспан күмбезімен жүзеге асады. Конвективті жылуайырбас пластиналармен 1 ұсталған суық ауа қабатымен қоршалған. Жинақтағыш таулы және құмды жерде нәтижелі.

Спиртті қыздырғанда генераторда сутегіні конденсатордан буландырғышқа ығыстыратын аммиак бөлініп шығады. Конденсаторда аммиактың парциалды қысымы 20 атм дейін көтеріледі, ал температура 25-30 С дейін төмендейді, сондықтан ол сұйылады. Конденсация жылуы радитормен қоршаған ортада ыдырайды. Сұйық аммиак буландырғышқа түсіп буланып мұздатқыш шкафтан жылу алынады. Газтекті аммиак абсорберде жұтылып сонан соң генераторға оралады.

Изолирленген ыстық су жинағышы бар тұрмыстық қажеттілік үшін ыстық су дайындайтын күн жүйесі.

4.Жылу коллекторлардың түрлері.Күн сәулелі коллекторлардың түрлері.Күн коллекторлары Ерте кезден бастап адамзат Күн сәулесін су жылыту мақсатында пайдаланды. Көпшілік Күн энергиясын түрлендіретін жүйелердің жұмысы күн коллекторларына негізделеді. Коллектор Күн энергиясын жұтып, оны жылуға айналдырады. Ал, содан кейін жылу ары қарай сұйықтық немесе газ арқылы тасымалданып, кейін ғимараттарды жылыту, су жылыту, электр энергиясын генерациялау, шаруашылық өнімдерін кептіру, тамақ дайындауға пайдаланылады. Күн коллекторларын жылу пайдаланатын кез келген орында қолдануға болады.Күн коллекторларының түрлері Қарапайым күн коллекторы ғимараттардың шатырына орнатылған құбырлар немесе металдан жасалған пластина арқылы күн сәулесін жинақтайды. Әдетте оларды қара түске бояп қояды, оның себебі, қара түс өзінің спектрлік қасиетіне орай жарықты және жылуды өзіне жақсы тартады. Жылу мөлшерін көбейту үшін құбырларды көбінесе шыны конустарға орнатып, сәл оңтүстікке бұрып қояды. Немесе басқаша айтсақ, күн коллекторлары бұл жылыжайлардың шағын үлгісі (екеуінің жұмыс істеу принципі ұқсас), шыны астында жылу жиналады да, кейін ол суды жылытады. Ал, түсетін сәуленің мөлшері арту үшін коллектордың ауданы үлкен болғаны тиімді. Қолданысына қарай коллекторлар бірнеше түрге бөлінеді. Мысалы, коллектор күннен алған жылуды тұрмыстағы суды жылыту үшін немесе үйдегі орнатылған су жылытқыштар үшін судың бастапқы температурасын көтеру үшін пайдаланылады. Яғни, егер тұрмыстағы краннан ағатын су температурасы 300°С болса, коллектор арқылы оны 700-900°С температураға дейін көтеруге болады.Осы бере алатын температурасына қарай коллекторлар былай жіктеледі:Аса жоғары температураны қажет етпейтін жерлерде, көбінесе бассейндердегі суды жылыту үшін төменгі температуралы коллекторлар пайдаланылады. Олардың бере алатын температурасы 500°С - ден аспайды.Орта деңгейлі коллекторлар арқылы 500С-ден жоғары температураны алуға болады (600-800°С). Әдетте, бұл шыныландырылған жалпақ коллекторлар, мұнда жылу тасымалдағыш қызметті сұйықтықтар атқарады. Орта деңгейлі коллекторлардың тағы бір түрі концентраторлы коллекторлар. Аты айтып тұрғандай олар күн сәулесін ұзақ жинақтап барып, жоғары жылу бере алады. Осы коллекторлардың бір түрі - вакуумды күн коллекторы. Ол көпшілік жағдайда тұрмыста суды жылыту үшін қолданылады.Ең қуатты күн коллекторлары параболалы табақ тәрізді болады. Оларды электр энергиясын генерациялаушы алып мекемелер пайдаланады, мұнда күн жылуынан тікелей электр энергиясын алады. Күн коллекторы – күн радиациясын жылу мен ыстық сумен жабдықтау қажеттіліктері үшін пайдаланытын қондырғы. Күн коллекторын төмен температура жағдайларында пайдалану үшін мейлінше жоғары ПӘК-ке ие вакуумдық коллектор перспективалы болып табылады

5. Қайта қалыпқа келетін энергия көздерінің болашаққа дамуы.

Бүгінгі күнде адамдардың тұрмыс тіршілігі табиаттағы басқару арқылы, жақсартуға ұмтылу және жаңа өндірістерді дамытудың салдары айнала қоршаған ортаға экологиялық проблемалар тудыруда. Адам баласына кейінгі кезде энергия жетпейді. Газет, журнал беттерінде энергетикалық кризис жайлы мақалаларды жиі кездестіреміз. Мұнай үшін кейбір мемлекеттер бір-бірімен жауласып жатса, ал кейбіреулері экологиялық дағдарысқа, құлдырауға ұшырайды екен. 1930 жылы бүкіл әлемде 300 млрд кВт-сағат энергия өндірілсе, ал қазір 60 000 млрд кВт-сағат энергия өндірілуде. Бұл өте үлкен көрсеткіш! Адамның энергетикалық сұранысы күннен-күнге өсуде. Бүгін біздің пайдаланып отырған энергия көздері-жер асты пайда қазба қорлары-мұнай, көмір, табиғи газ барлық энергоқорлардың 90% құрайды. Американдық зерттеушілердің айтуынша жер бетіндегі мұнай 2025 жылға дейін жетеді. Қашан болса да, ол бітеді және әрі қарай не болады? Пайдалы қазба қорларының таусылу қарсаңында, олардың бағасы да қарқындап өсуде. Жыл сайын атмосфераға түрлі жанғыш заттардың жануы нәтижесінде 23 млрд тоннаға жуық көмірқышқыл газы бөлініп, сондай мөлшерде оттек сіңіріледі. Атмосферадағы көмірқышқыл газының мөлшері 13%-ке өсті, соның салдарынан атмосфера температурасы бірнеше градусқа мөлшерден тыс жоғарылап, мұздықтар еріп, соның салдарынан Дүниежүзінің мұхиттық деңгейі көтеріліп, табиғатта түрлі апаттар болып жатыр. 1980 мен 2004 жылдардың аралығында жер бетінде 14500 табиғат апаттары тіркеліпті, осы апаттардан миллиондаған адамдар қаза болды. Дереу проблеманы шешетін амал табу керек. Бүкіл әлем ғалымдары мен инженерлері ізденістің арқасында баламалы энергия көзін табуды мақсат етіп қойды. Ол сарқылмайтын қалпына келтіретін энергия көздері деп аталады. Оған жел, күн энергиясы, геотермиялық энергия, биомасса, су ағынының энергиясы, мұхиттардағы тасу мен қайту кезіндегі судың көтерілуінен болатын энергиялар жатады. Қалпына келтіретін дәстүрлі емес энергия көздерінің ерекшелігі қор көздері ешуақытта сарқылмайды және экологиялық таза. Бұларды пайдалану табиғат байланыстарын бұзбайды. Ал біздің қарастыратынымыз - туындаған проблеманы шешудегі энергетикалық сұранысты қанағаттандыра алатын энергия көзі – жел, күн, биогаз энергияларын пайдалану. XX ғасырдың басында Н.Е.Жуковский жел двигателі теориясының негізін қалады, осы теорияны негіздей отырып әлсіз желдің ырғағынан жұмыс істелетін жоғары өнімді жетілдірілген желагрегаттардың конструкциялары жасалынды, Желдоңғалағының диаметрі үлкен болған сайын соққан желдің үлкен ағысын қамтиды және агрегат неғұрлым үлкен энергия өндіреді. Жел жылдамдығы 5м/с соққанда оның қалақшаларының жылдамдығы 14-16м/с дейін жетеді. Ал оның диаметрін үлкейте отырып 2000 кВт-қа шейін энергия алуға болады. Мысалы 40 метрлік жел двигателі 2000 кВт энергия өндіреді. Қазақстанның климаттық жағдайы күн энергиясын пайдалануда қолайлы болып табылады. Жыл сайын күннің түсу ұзақтығы 2200-3000 сағат болса, күн энергиясының көлденең жазықтыққа түсірген қуаты 1280-1869 кВт сағ/м² екен. Ал шілде айында 1м² келетін көлденең жазықтыққа түсіретін энергия бір күнде 6,4 тен 7,5 кВт-қа өседі. Ал энергетикалық есептеулерге жүгінсек, Күннің Жерге беретін энергиясы, барлық қор көздері беретін энергиядан 5000 есе асып түседі екен. Күн энергетикасының келешегі зор, экологиялық таза, қоры ешуақытта сарқылмайды, әрі арзан, тиімді. Күн батареялары қатты зат кремний материалынан жасалынады, бұл жер қойнауындағы оттегінен кейін екінші орындағы ең көп таралған элементтердің бірі болып табылады. Фотоэлектрлік станциядағы 30 жылғы 1кг кремний өндіретін энергия, жылу электр станциясындағы 75 тонна мұнай жұмсап өндіретін энергиямен пара-пар. Сондықтан кремнийді 21 ғасырдың мұнайы деп атаса да болады. Күн батареяларының отыны тегін күн сәулесі болып табылады. Ал ерекшеліктерін атасақ, бұл қолданылу мерзімінің ұзақтылығы (30 жыл және одан да көп), олар жөндеуді қажет етпейді, себебі оның механикалық детальдері қозғалмайды, экологиялық таза, жұмыс істеу барысында шуы да естілмейді. Биогаз өміріміздегі көптеген проблемаларды шеше алады: экологиялық, энергетикалық, агрохимиялық. Мысалы далаға кететін қалдықтың қоршаған ортаға жағымсыз әсері зор. Ал биогазды алудың экономикалық бағаланулары бүгінгі күні ақталуда. Биогазды жарықтандыруға, үй жылытуға, тамақ пісіру, транспорт, электрогенератордың роторларын қозғалту мақсатында қолданады. Ғалымдардың есептеуінше 1 м² аумақты жылыту үшін жылына 45 м³ биогаз қажет, ал су жылыту үшін күніне 5-6 м³ биогаз керек. Бір тонна шөптен қырық пайыздық ылғалдықта 100 м³ биогаз алынады. Ал 1 тонна бидайдан осы ылғалдықта 15 м³ биогаз алуға болады. Көмірсутегі қорларының таусылу кезеңінде бұл күн, жел, биогаз энергиялары– құндылығы ерекше бізге табиғаттың берген сыйы десе де болады.

6. Жартылай өткізгішті материалдардың электрондық қасиеттері. Жартылай түрлендіргіштермен күннің жылулық энергиясын электр энергияға түрлендіру.

Жартылай өткізгіште, сыртқы электр күштері жоқ уақытта және температура абсолюттік нөльден жоғары болғанда еркін электрондар үздіксіз пайда болып, артынан жоғалып отырады. Яғни, электрон өз орнын тастап шыққанда еркін электронға айналып, енді бос орынға – ойыққа келіп орналасқанда оны (еркін электронды) жоғалды деп айта аламыз.Таза жартылай өткізгіште кез – келген уақыт ішінде босаған электрондар мен ойықтардың саны бірдей болады. Олардың жалпы саны (жартылай өткізгіштің өзінің температурасының бөлме температурасындай болған уақытында) аса көп емес болғандықтан, оның электр өткізгіштігі өте аз. Сондықтан, ол электр тогына өте үлкен кедергі келтіреді. Сондықтан да оны мұндай жағдайда диэлектрик ретінде түсінуге болады. Жартылай өткізгіш тараған сайын оның меншікті кедергісі де жоғарылай береді. Температурасы 300К болған германийдің меншікті кедергісі р=46 Ом*см.Ал егер осы жартылай өткізгіште басқа элементтің атомдарының тіпті аз мөлшерін қоссақ, оның электр өткізгіштігі бірден артады. Қосқан атомдарымыздың құрамына қарай, жартылай өткізгіштің электр өткізгіштігі электрондық және ойықтық болып бөлінеді. Салыстырмалы түрде қосатын қоспамыз өте аз болғанымен, оның алған материалымыздағы абсолюттік шоғырлану шамасы жеткілікті – алған материалымыздың 1 куб сантиметрінде 10¹⁴ – 10¹⁸ атомға дейін болады. Осы электроны көп, оны бере алатын қоспаны донорлық қоспа деп атайды. Ал егер жартылай өткізгіште үш электрондары бар индийді қоссақ, онда жаңа түзілген заттың атомының сыртқы қабатында электрон жетпей қалады. Яғни, бұл үш электрон жартылай өткізгіштің үш электронымен ғана байланысқа түседі де, төртіншіміздің орны бос қалады. Яғни, атомның сыртқы қабатында жеті электрон болады да, сегізінші орын, біреуі бос қалады. Дәл осы бос қалған орынға кез – келген еркін электрон келіп орналаса алады. Бұл жартылай өткізгішті р – типті деп атайды, ол латынның позитив (оң) деген сөзінен. Бұл – ойықты жартылай өткізгіш деп аталады. Электронды қосып алуға дайын тұратын мұндай қоспаны акцепторлық қоспа деп атайды. Бұл арада айта кетер бір нәрсе — қазақша донор деген сөзді береген, ал акцептор деген сөзді алаған дейді. Жалпы жартылай өткізгіштік қасиеттері бар материалдар көп емес, жоғарыда айтылғандармен бірге селенді де (Sе) айтуға болады. Мұндай материалдар қазір де ізделіну үстінде. Өндірістік масштабта кеңінен қолданылатындардың бірі ретінде галлий арсениді (GaAs) айтуға болады. Оның жұмыс температурасы Цельсий бойынша 300⁰ – қа дейін барады. Жалпы, есте болатын нәрсе – диэлектриктер мен жартылай өткізгіштердің арасындағы шекара тек шартты түрде ғана. Өйткені, температураны өте жоғары көтерген уақытта диэлектриктеріміз өздерін жартылай өткізгіш сияқты сезінеді. Ал өте төменгі температураларда жартылай өткізгішіміз диэлектрикке айналады.

ДИОД .Егер де біз жоғарыда айтылған n — типті және p — типті екі жартылай өткізгіштерді бір — бірімен қоссақ, онда диод деген құралды аламыз. Диод деген сөз гректің дио — екі деген сөзінен алынған. И золирленген атомның дискретті энергетикалық деңгейінің электронды бұлттың әрекеттесуінің салдарынан энергетикалық аумаққа ыдырайды. Келісілген энергетикалық аумақ энергияның тиымсалынған интервалына бөлінген. Келісілген энергетикалық аумақтың ені кристалл өлшеміне байланысты емес,қатты дене және криталлдық толдың симметриясы қалыптасқан табиғи атоммен анықталады. Соңғы толтырылған аумақ валентті аумақ,ал бірінші толтырылған аумақ өткізгіштік деп аталады.

Абсолюттік нолден жоғары температурада толы валенттік аумақтағы электрондар өткізгіштік аумаққа лақтырылады,бірлік бос деңгейдегі “кемтік”қалдырғанда. Электрондар және кемтіктер ұсынылған сызық немесе градиентті концентрациялар арқасында аймаққа ауысады.

Д онор—бұл аралас атом немесе кристалл торының деффектісі. Қыздырылған бос емес электрон күйдегі және қыздырылған күйдегі электронды өткізгіштік аймаққа жіберуге мүмкіндігі бар. Ферми деңгейі аралас донорлы деңгей жаққа араласады. Температура жоғарылағанда тиым салынған аймақ ортасында өтеді.

А кцептор – қоспалы атом немесе кристалл торының деффектісі. Тиым салынған аумақта энергетикалық деңгей қалыптастырады,қыздырылмаған күиге еркін электроннан қыздырылған күйде валенттік аумақтан алып шығады. Мүмкін Ферми деңгейі қоспалы акцепторлы деңгей жаққа араласады. Температура жоғарылағанда тиым салынған аумақ ортасына өтеді.

Жартылай өткізгіштегі p-n ауысу- акцепторлы және донорлы түрдегі жартылай өткізгіштегі екі аумақты контакт орнына қалыптасқан жұқа қабат . Электрондардың ауысуы және оң аймақтағы кемтік әсерінен артық заряд пайда болады.

Б ұл зарядтардың пайда болуы жартылай өткізгіш аумақтық шекарасындағы электірлік аумақтың пайда болуына әкеп соғады. Бұл аумақ p-аумағын жартылай өткізгіштің шекаралық аумағынан итереді,ал электрондар n-аумағын шекарадан оң жаққа итереді. Электронды аумақпен потенциалды энергия кемтігін электронды аумақпен байланыстыруға болады. P-аумағын n-аумағы үшін кемтік ауысу W потенциалды биіктік аумағына “кіру керек”. Ұқсас аумақтағы электрон n-аумағы p- аумағына ауысып “шығу керек”.Егер p-n ауысуына барьер аумағының ішкі кернеуі азайса,маңызды тасушыларға жеңуіне мүмкіндік туады.(n-аумағының электрондары p-аумағының кемтігі). Егеpде p-n аумағына ішкі бағыттас аумаққа қойса барьер биіктігі үлкейеді және маңызды тасушылар потенциалды барьерден өте алмайды,ток минималды болады.

7. Гидроресурстарды қолданатын энергетикалық жүйелер. СЭС(су электр станциясы) – су ағынының энергиясын қолданады. Ол қаншалықты биіктіктен қанша мөлшерде су ағуына байланысты. СЭС-ның энергия бөлуі ЖЭС-нан арзан, сарқылмайтын, қоршаған ортаны ластамайтын энергия көзі. СЭС-рын бөгенді (плотиналық) және  деривациялық деп бөледі. Бөгендік  СЭС-да  суда қысым болуы үшін міндетті түрде бөген  салынады. Қалыпты арнасымен ағып жатқан өзендердің алдын тосып, бөген салғаннан кейін оның деңгейі бөгенге дейінгі және кейінгі бөліктер арасында 25 м-ден жоғары айырма жасалады. Осы жоғарғы және төменгі екі деңгейдің арасындағы судың құлау күші электр энергиясын алу үшін пайдаланатын негізгі энергия көзі болып табылады.Су электр станцияларының машина  залы бөгеннің үстінде немесе  өзен жағалауына салынады,осында  генератордың білігімен тікелей  жалғасқан бірнеше қатарлы гидротурбиналар  орналасқан,осы турбинаның қалақтары  судың ең төменгі деңгейіне  жатады. Судың жоғарғы деңгейінен  үлкен күшпен ағып келген су  осы қалақтарға келіп соғылады  да, оларды қозғалысқа келтіріп, электр энергиясын өндіреді. Елімізде өндірілетін электр энергиясының 8 % -ы су электр станцияларына тиесілі. Мұндай станциялар, әсіресе республиканың таулы аудандарындағы өзендердің құлау күшін пайдалануға негізделген. Қазақстанның су энергетикалық ресурстары жылына 160 млрд кВт/сағ электр энергиясын алуға мүмкіндік береді. Қазақстан су электр энергиясын  өндіруден Ресейден, Тәжікстаннан  кейінгі үшінші орында. Су ресурстары  әркелкі таралған, оның басымы  Қазақстанның оңтүстігі мен шығысында.  Су электр энергиясын өндіру  отын ресурстарына жақын орналасқан  жағдайда тиімді болады.Бірақ  су элктр станцияларының құрылысы  ұзақ мерзімді алады және технологиялық  жабдықтарды көп қажет етеді.  Мұндай станциялар деркезінде   тез іске қосылады әрі сенімді. Су электр станциялары Ертіс  өзені мен оның салаларында  салынған. Мұнда Ертіс, Бұқтырма,Өскемен су электр станциялары  жұмыс істеп, қуаты 1,3 млн кВт  Шүлбі су электр станциясының  құрылысы жүруде. Кенді Алтайдың  таулы өзендерінде, Үлбі Хайрюзовск, Тургусунск, Тишинск шағын су  электр станциялары да бар. Іле өзенінде Қапшағай, ал Сырдарияда  Шардара су электр станциялары  орналасқан. Алматы жанындағы Үлкен  және Кіші Алматы өзендерінде  бірнеше шағын су электр станцияларының  каскадтары жұмыс істейді.

            Су энергетикасы, су техникасы құрылыстары.Су  энергетикасы – энергетиканың су қорларының қуатын пайдаланумен айналысатын саласы, алғашқы су энергиясы диірмендердің станоктардың, бағалардың, ауа үрлегіштердің, т.б жұмыс машиналарының жетектерінде пайдаланылды. Гидравликалық турбина электр машинасы жасалып, электр энергиясын едәуір қашықтыққа жеткізу тәсілі табылғаннан кейін, сондай-ақ су энергиясын су электр станцияларында электр энергиясына түрлендіру жолының жетілдірілуіне байланысты су энергетикасы электр энергетикасының бір бағыты ретінде дамыды. СЭС – жылу электр станцияларына қарағанда жылдам реттелетін, икемді энергетикалық қондырғы. Олардың жиілікті реттеуде, қосымша жүктемелерді атқаруда және энергетикалық жүйенің апаттық қорын қамтамасыз етуде тиімділігі жоғары. Қазақстандағы су энергетикасы құрылысы 1928 жылы Ленингорск қаласының маңында, Громатуха өзенінде, Жоғарғы Хариуз СЭС-і іске қосылғаннан басталды. Қазақстан өзендерінің су энергетикасының жылдық қорлары 162,9 млрд кВт/сағ болып бағаланады. Соның ішінде техникалық тұрғыдан пайдалануға болатыны 62 млрд кВт/сағ. Су техникасы құрылыстары – су қорларын (қзен, көл, теңіз, грунт суларын) пайдалануға немесе су апатына қарсы тұруға арналған инженерлік құрылыс. Орналасқан жеріне байланысты теңіздегі, өзендегі, көлдегі, жер бетіндегі, жер астындағы су техникасы құрылыстары деп ажыратылады; қызмет көрсететін саласына сәйкес су техникасы құрылыстары су энергетикасы, мелиоративтік, су көлігі, балық шаруашылығын қамтамасыз ету, арна салумен спорттық мақсаттағы құрылыстар болып бөлінеді. Су техникасы құрылыстары жалпы және арнаулы болып та ажыратылады. Жалпы су техникасы құрылыстарына су бөгегіш және су жеткізу құбырлары, су реттегіштер, су қабылдағыштар, су қашыртқылары жатады.

8. Жел энергияны қолданатын энергетикалық жүйелер.

Қозғалғыш ауалы энергия массасы зор болып келеді. Жел энергиясы қоры жер шарының барлық өзендерінің гидроэнергия қорын жүз есеге жоғарылатады. Жерімізде әр кезде және әр жерде жаздық қапырықта қажет ететін кішкентай желден, сансыз бұзылулар мен шағылулар әкелетін алып желдер (ураган) соғып тұрады. Түбінде біз тұрып жатқан ауалы мұхит әркез тыныштықта болмайды. Біздің ел аумағында соғып жатқан желдер электр энергиясына қажеттінің барлығымен қанағатандыратын еді. Қазіргі кезде желді қолданатын двигательдер энергияда әлемдік бір мыңдықты ғана жабады. 20- ғасыр техникасы жел энергетикасына жаңа мүмкіндіктер ашты, енді олардың міндеті- электр энергиясын алу болды. 20 ғасыр басында Н.Е.Жуковский ең әлсіз желден энергия алатын жоғарылатылған құрылғылар негізінде жел двигателі теориясын жасады. Ескі желдік диірменнен қарағанда әлдеқайда теңдесіз көптеген агрегат проектілері пайда болды. Жел энергиясын қолданған бірінші машина парус болды. Парус пен жел двигателі энергияның бір көзінен басқа сол қолданылатын принципті біріктіреді. Ю.С. Крючков зерттеулері парусты дөңгелектің шексіз диаметріндегі жел двигателі түрінде көрсетті. Парус пайдалы әсер коэффициенті жоғары, жел энергиясын қозғалысқа үздіксіз пайдаланатын машина болып келеді.