Υπάρχουν πολλές μορφές υδροηλεκτρικής ενέργειας:
- Τροχοί νερού, που χρησιμοποιούνται εδώ και εκατοντάδες χρόνια για την κίνηση μύλων και μηχανημάτων
- Υδροηλεκτρική ενέργεια, όρος που συνήθως προορίζεται για τα υδροηλεκτρικά φράγματα.
- Ενέργεια παλίρροιας, η οποία συλλαμβάνει ενέργεια από τις παλίρροιες σε οριζόντια κατεύθυνση
- Η παλιρροϊκή ενέργεια, η οποία κάνει το ίδιο, αλλά κάθετα
- Η κυματική ενέργεια, η οποία χρησιμοποιεί την ενέργεια των κυμάτων
Υδροηλεκτρική ενέργεια
Κύριο άρθρο: Υδροηλεκτρική ενέργεια
Η υδροηλεκτρική ενέργεια είναι ένα μέσο παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας χωρίς καύση καυσίμων. Η υδροηλεκτρική ενέργεια παρέχει περίπου 715.000 MWe ή το 19% της παγκόσμιας ηλεκτρικής ενέργειας (16% το 2003). Τα μεγάλα φράγματα εξακολουθούν να σχεδιάζονται. Εκτός από λίγες χώρες που διαθέτουν άφθονες ποσότητες, η υδροηλεκτρική ενέργεια εφαρμόζεται συνήθως για την κάλυψη της ζήτησης αιχμής φορτίου, επειδή μπορεί εύκολα να διακοπεί και να ξεκινήσει. Παρ' όλα αυτά, η υδροηλεκτρική ενέργεια δεν αποτελεί πιθανώς σημαντική επιλογή για τη μελλοντική παραγωγή ενέργειας στα ανεπτυγμένα έθνη, επειδή οι περισσότερες μεγάλες τοποθεσίες σε αυτά τα έθνη είτε έχουν ήδη αξιοποιηθεί είτε δεν είναι διαθέσιμες για άλλους λόγους, όπως περιβαλλοντικά ζητήματα.
Η υδροηλεκτρική ενέργεια δεν παράγει ουσιαστικά καθόλου διοξείδιο του άνθρακα ή άλλες επιβλαβείς εκπομπές, σε αντίθεση με την καύση ορυκτών καυσίμων, και δεν συμβάλλει σημαντικά στην υπερθέρμανση του πλανήτη μέσω του CO2.
Η υδροηλεκτρική ενέργεια μπορεί να είναι πολύ φθηνότερη από την ηλεκτρική ενέργεια που παράγεται από ορυκτά καύσιμα ή πυρηνική ενέργεια. Οι περιοχές με άφθονη υδροηλεκτρική ενέργεια προσελκύουν τη βιομηχανία. Οι περιβαλλοντικές ανησυχίες σχετικά με τις επιπτώσεις των ταμιευτήρων μπορεί να απαγορεύσουν την ανάπτυξη οικονομικών πηγών υδροηλεκτρικής ενέργειας.
Παλιρροϊκή ενέργεια
Η αξιοποίηση της παλίρροιας σε έναν κόλπο ή μια εκβολή έχει επιτευχθεί στη Γαλλία (από το 1966), τον Καναδά και τη Ρωσία και θα μπορούσε να επιτευχθεί και σε άλλες περιοχές με μεγάλο εύρος παλιρροιών. Το παγιδευμένο νερό περιστρέφει τουρμπίνες καθώς απελευθερώνεται μέσω του παλιρροιακού φράγματος προς οποιαδήποτε κατεύθυνση. Ένα άλλο πιθανό σφάλμα είναι ότι το σύστημα θα παρήγαγε ηλεκτρική ενέργεια πιο αποτελεσματικά σε εκρήξεις κάθε έξι ώρες (μία φορά σε κάθε παλίρροια). Αυτό περιορίζει τον τρόπο με τον οποίο μπορεί να χρησιμοποιηθεί η παλιρροιακή ενέργεια.
Ενέργεια παλιρροϊκών ρευμάτων
Μια σχετικά νέα τεχνολογία, οι γεννήτριες παλιρροϊκών ρευμάτων αντλούν ενέργεια από τα ρεύματα με τον ίδιο τρόπο που αντλούν οι αιολικές γεννήτριες. Η υψηλότερη πυκνότητα του νερού σημαίνει ότι μία μόνο γεννήτρια μπορεί να παρέχει σημαντική ισχύ. Η τεχνολογία αυτή βρίσκεται σε πρώιμο στάδιο ανάπτυξης και θα χρειαστεί περισσότερη έρευνα προτού μπορέσει να παράγει μεγαλύτερη ποσότητα ενέργειας.
Ωστόσο, αρκετά πρωτότυπα δοκιμάστηκαν στο Ηνωμένο Βασίλειο, στη Γαλλία και στις ΗΠΑ. Ήδη το 2003 δοκιμάστηκε στο Ηνωμένο Βασίλειο μια τουρμπίνα που παράγει 300 kW.
Η καναδική εταιρεία Blue Energy σχεδιάζει την εγκατάσταση πολύ μεγάλων συστοιχιών συσκευών παλιρροϊκού ρεύματος τοποθετημένων σε αυτό που ονομάζουν "παλιρροϊκό φράχτη" σε διάφορες τοποθεσίες σε όλο τον κόσμο, με βάση τον σχεδιασμό τουρμπίνας κάθετου άξονα.
Κυματική ενέργεια
Η ενέργεια από την κίνηση των κυμάτων στην επιφάνεια των ωκεανών μπορεί να παράγει πολύ περισσότερη ενέργεια από ό,τι οι παλίρροιες. Έχει δοκιμαστεί ότι είναι δυνατή η παραγωγή ενέργειας από κύματα, ιδίως στη Σκωτία του Ηνωμένου Βασιλείου. Υπάρχουν όμως ακόμη πολλά τεχνικά προβλήματα.
Μια πρωτότυπη γεννήτρια κυματικής ενέργειας στην ξηρά κατασκευάζεται στο Port Kembla της Αυστραλίας και αναμένεται να παράγει έως και 500 MWh ετησίως. Η κυματική ενέργεια συλλαμβάνεται από μια γεννήτρια που κινείται με αέρα και μετατρέπεται σε ηλεκτρική ενέργεια. Για χώρες με μεγάλες ακτογραμμές και δύσκολες θαλάσσιες συνθήκες, η ενέργεια των κυμάτων προσφέρει τη δυνατότητα παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας σε ποσότητες κοινής ωφέλειας. Η πλεονάζουσα ενέργεια κατά τη διάρκεια θαλασσοταραχής θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για την παραγωγή υδρογόνου.
