Hidroelektrik santrallar akan suyun gücünü elektriğe dönüştürürler. Akan su içindeki enerji miktarını suyun akış veya düşüş hızı tayin eder. Büyük bir nehirde akan su büyük miktarda enerji taşımaktadır. Ya da su çok yüksek bir noktadan düşürüldüğünde de yine yüksek miktarda enerji elde edilir. Her iki yolla da kanal yada borular içine alınan su, türbinlere doğru akar, elektrik üretimi için pervane gibi kolları olan türbinlerin dönmesini sağlar. Türbinler jeneratörlere bağlıdır ve mekanik enerjiyi elektrik enerjisine dönüştürürler.

Türkiye'de işletilmekte olan toplam 125 adet hidroelektrik santral vardır. Bu santrallerin sayısının mikrohidro santrallerinin yatırımcıların ilgisi ve yasal olarak desteklenmesiyle artacağı düşünülmektedir.

Rüzgar Türbini ile elde edilen mekanik enerjinin elektrik enerjisine dönüştürülmesi ile elde edilir. Rüzgar enerjisi Betz teoremine göre max. %59,3 etkinlikle mekanik enerjiye çevrilebilir. Bu çevirim, rüzgar türbini tarafından yapılır. Böyle bir türbin; çevredeki engellerin rüzgarı kesemeyecek kadar yükseklikte bir kule üzerinde bulunması gerekir. Ayrıca yüksek verim için geniş düzlükler bu enerji kaynakları için daha elverişlidir. Türbinin rüzgara göre yönlendirilmesi, rotor ekseni ile rüzgar doğrultusu arasındaki yav açısını kontrol eden mekanizmayla sağlanır. Elektrik üretimini sağlayan bu makineye rüzgar jeneratörü adı verilir.

Güneş enerjisi, güneşin çekirdeğinde yer alan füzyon süreci ile açığa çıkan ışıma enerjisidir, güneşteki hidrojen gazının helyuma dönüşmesi şeklindeki füzyon sürecinden kaynaklanır. Güneş enerjisinden yararlanma konusundaki çalışmalar özellikle 1970'lerden sonra hız kazanmış, güneş enerjisi sistemleri teknolojik olarak ilerleme ve maliyet bakımından düşme göstermiş, çevresel olarak temiz bir enerji kaynağı olarak kendini kabul ettirmiştir.

Güneş kollektörleri günışığını toplar ve ısı transfer sıvısını taşıyan çelik borulara yansıtır. Bu sıvı ısı eşanjörlerine yaklaşık 400 o C sıcaklıkta buhar üretimek üzere pompalanır. Buhar elektrik üretimi için türbine gönderilir. Bununla beraber sıcak su soğutucularda soğutma için veya sadece sıcak su olarak proseste kullanilabilir.

Güneş termal güç santralleri, birincil enerji kaynağı olarak güneş enerjisini kullanan elektrik üretim sistemleridir. Bu sistemler temelde aynı yöntemle çalışmakla birlikte, güneş enerjisini toplama yöntemleri, yani kullanılan kollektörler bakımından farklılık gösterirler. Toplama elemanı olarak parabolik oluk kollektörlerin kullanıldığı güç santrallerinde, çalışma sıvısı kollektörlerin odaklarına yerleştirilmiş olan absorban boru içerisinde dolaştırılır. Daha sonra, ısınan bu sıvıdan eşanjörler yardımı ile kızgın buhar elde edilir. Parabolik çanak kollektörler kullanılan sistemlerde de ya aynı yöntem kullanılır ya da merkeze yerleştirilen bir motor (Stirling) yardımı ile direkt olarak elektrik üretilir. Merkezi alıcılı sistemlerde ise, güneş ışınları düzlemsel aynalar (heliostat) yardımı ile alıcı denilen ısı eşanjörüne yansıtılır. Alıcıda ısıtılan çalışma sıvısından konvansiyonel yollarla elektrik elde edilir.

Jeotermal kaynak kısaca yer ısısı olup, yerkabuğunun çeşitli derinliklerinde birikmiş ısının oluşturduğu, kimyasallar içeren sıcak su, buhar ve gazlardır. Jeotermal enerji ise jeotermal kaynaklardan doğrudan veya dolaylı her türlü faydalanmayı kapsamaktadır.

Ancak, jeotermal rezervuarlardan yapılan sondajlı üretimlerde jeotermal akışkanın çevreye atılmaması ve rezervuarı beslemesi bakımından, işlevi tamamlandıktan sonra tekrar yeraltına gönderilmesi (reenjeksiyon) zorunludur. Reenjeksiyon birçok ülkede yasalarla zorunlu hale getirilmiştir.

Jeotermal Enerji ülkemiz için önemli bir yenilenebilir kaynaktır. Türkiye jeotermal potansiyel açısından dünyanın yedinci ülkesidir, muhtemel jeotermal potansiyelin kullanımının getirebileceği ekonomik kazanım 9 milyar$/yıl'dır. Yüzey sıcaklığı 40 o C'nin üzerinde 140 jeotermal saha mevcuttur. Ancak, bunlardan sadece dört tanesi elektrik üretimine uygundur. Bu sahalardan Denizli-Sarayköy'de 20.4 MW kurulu elektrik gücünde bir santral mevcuttur. Diğer üç sahada da elektrik santralları kurulmalıdır. Ayrıca, bu sahalarda elektrik üretimine entegre olarak, merkezi ısıtma vb. jeotermal uygulamalar gerçekleştirilmelidir.

Biyokütlenin gazlaştırılması; katı yakıtların ısıl çevirim teknolojisiyle yanabilen bir gaza dönüştürülmesi işlemidir. Sınırlandırılmış oksijen, hava, buhar veya bunların kombinasyonları reaksiyonu başlatmaktadır. üretilen gaz karbonmonoksit, karbondioksit, hidrojen, metan, su ve azot'un yanısıra kömür parçacıkları, kül ve katran gibi artıklarıda içermektedir. üretilen gaz temizlendikten sonra kazanlarda, motorlarda, türbinlerde ısı ve güç üretilmek üzere kullanılmaktadır. Gazlaştırma tekniği ile biyokütleden, yüksek bir randımanla petrolle çalışan güç ve ısı sağlayan türbinlerde kullanılacak bir gaz yakıt elde edilebilir.

Biyokütleden gazlaştırılma ile elde edilen temizlenmiş gaz yakıt ısı ve buhar üreten kazanlarda direk yakılarak veya Stirling motorlarda %20-30 verimlilikte elektrik üretimi için kullanılabilmektedir. Basınçlı gazlaştırma tirbünlerinde ise %40 veya daha fazla verimlilikte elektrik üretimi yapılabilmektedir.

Hayvansal Atıklar:
Sığır, at, koyun, tavuk gibi hayvanların dışkıları, mezbahane atıkları ve hayvansal ürünlerin işlenmesi sırasında ortaya çıkan Atıklar özellikle kırsal kesimler için önerilen biyogaz tesislerinde kullanılmaktadır.

Bitkisel Atıklar:
İnce kıyılmış sap, saman, anız ve mısır artıkları, şeker pancarı yaprakları ve çimen artıkları gibi bitkilerin işlenmeyen kısımları ile bitkisel ürünlerin işlenmesi sırasında ortaya çıkan artıklardır.

Endüstriyel Atıklar:
Kanalizasyon ve dip çamurları, kağıt sanayi ve gıda sanayi atıkları, çözünmüş organik madde derişimi yüksek endüstriyel ve evsel atık sular biyogaz üretiminde kullanılmaktadır. Bu atıklar özellikle belediyeler ve büyük sanayi tesisleri tarafından yüksek

teknoloji kullanılarak tesis edilen biyogaz üretim merkezlerinde kullanılan atıklardır.

Hidrojenin üretim kaynakları bol ve çeşitlidir. Fosil yakıtlardan elde edilebildiği gibi güneş, rüzgar, hidrolik enerji gibi yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanılması ile suyun elektrolizi yolu ile üretimi, biyokütleden üretimi ve biyolojik proseslerle üretimi mümkündür. Günümüzde hidrojen ağırlıklı olarak doğal gazdan buhar reformasyonu sonucu elde edilmektedir. Suyun elektrolizi bilinen bir yöntem olmakla beraber ekonomik hale getirilmesi konusunda çalışmalar, gene benzer şekilde güneş enerjisinden biyoteknolojik yöntemlerle hidrojen üretimi konusunda araştırma-geliştirme çalışmaları devam etmektedir.

Hidrojen bir doğal yakıt olmayıp, birincil enerji kaynaklarından yararlanılarak su, fosil yakıtlar ve biyokütle gibi değişik hammaddelerden üretilebilen sentetik bir yakıttır. üretilmesi aşamasında buhar iyileştirme, atık gazların saflaştırılması, elektroliz, fotosüreçler, termokimyasal süreçler, radyoliz gibi alternatif birçok hidrojen üretim teknolojileri mevcuttur. üretilen hidrojen boru hatları veya tankerler ile büyük mesafelere taşınabilir (birçok durumda elektrikten daha ekonomik ve verimlidir).

Yakıt Pilleri: 
Bir buhar kazanı veya türbin kullanılmadan, sadece kimyasal reaksiyon ile elektrik enerjisi üretilir. Hidrojen (H 2 ) ve oksijen (O 2 ) arasındaki elektrokimyasal reaksiyon ile elde edilen ve toplam verimlilikleri % 80'lere kadar ulaşabilen yakıt pilleri, sürekli çalışan piller veya elektrokimyasal makinalar olarak da bilinir.

HİDROELEKTRİK:
Türkiye'nin hidrolik kaynaklarının teorik olarak, ortalama debi ve düşü koşullarında hesaplanan brüt potansiyeli DSİ verilerine göre, 433 milyar kWh/yıl'dır. Yine aynı verilere göre, ekonomik yapılabilir olmasına bakılmaksızın, teknik yapılabilirlik koşulu ile bu kaynaktan sağlanabilecek teknik potansiyel 216 milyar kWh/yıl, hem teknik hem de ekonomik yapılabilirlik koşulları altında kullanılabilecek potansiyel ise yaklaşık 130 milyar kWh/yıl. Bu potansiyelin %35'i işletmede, %8'i inşa halinde ve geri kalan %57'si ise çeşitli proje seviyelerinden oluşuyor. Hidrolik enerji üretimi ise 2005 yılı itibariyle yıllık 42 milyar kWh.

JEOTERMAL:
Türkiye'de jeotermal enerjiden en fazla jeotermal merkezi ısıtma sistemi ve termal turizm (kaplıca) kullanımından faydalanıyor. 2005 yılı itibariyle, dünyadaki jeotermal elektrik üretimi 8912 MW elektrik kurulu güç olup, 72.6 Milyar kWh/yıl üretimdir.

Türkiye Jeotermal Derneği verilerine göre, Türkiye'de ise 20,4 MW elektrik kurulu güç olup, 94 GWh/yıl üretimdir. Dernek verilerine göre, Türkiye'de, jeotermal merkezi ısıtma (şehir, konut, termal tesis, sera gibi) uygulamalarında 827 MWt (103.000 konut eşdeğeri) kapasiteye ve 402 MWt'lık termal tesis kullanımı ile toplam 1229 MWt'a sahip. Türkiye'nin toplam jeotermal ısı potansiyeli ise 31500 MWt'dır. Bu potansiyel 5 milyon konut ısıtma eşdeğeri veya 150 bin dönüm sera ısıtması veya 1 milyonun üzerinde kaplıca yatak kapasitesi veya 9,3 milyar USD/yıl Fuel-Oil eşdeğeri (30 milyon ton/yıl) veya 30 milyar m 3 /yıl doğalgaz eşdeğeridir.

RüZGAR:
EİE verilerine göre, Avrupa'da rüzgar enerjisi potansiyeli bakımından en zengin ülkelerden biri olan Türkiye'de, rüzgar enerjisi kaynakları elektrik ihtiyacının tamamını karşılayacak düzeyde. EİE Genel Müdürlüğü ve DMİ Genel Müdürlüğü tarafından Haziran 2002 yılında “Türkiye Rüzgar Atlası” çalışması tamamlandı. Buna göre, Rüzgar enerjisi açısından Bandırma, Antakya, Kumköy, Mardin, Sinop, Gökçeada, çorlu ve çanakkale zengin bölgeler olarak tespit edildi. Ayrıca Bandırma, Bozcaada, çeşme, Gökçeada, çanakkale, Karadeniz Ereğlisi, Florya ve Siverek gibi bölgelerde yöresel potansiyel belirleme çalışmalarının yapıldığı belirtiliyor.

Türkiye'de ilk rüzgar elektriği, 1986 yılında çeşme Altınyunus Tesisleri'nde kurulan 55 kW nominal güçlü rüzgar türbininden elde edildi. Uluslararası boyutta ilk rüzgar elektriği, 1998 yılında çeşme Germiyan Köyü'nde üretildi. Yap-İşlet-Devret Modeli ile işletmeye açılan ilk rüzgar enerjisi tesisi ise 1998 yılında işletmeye açılan Alaçatı'daki ARES adlı 12 adet türbinden oluşan rüzgar çiftliği. Yap-İşlet-Devret modeli ile kurulmuş ve şu an Türkiye'nin en büyük rüzgar enerjisi santrali Bozcaada Rüzgar Enerji Santrali (BORES) ise 10,2 MW gücünde olup Bozcaada'da kuruldu.

GüNEŞ:
Devlet Meteoroloji İşleri Genel Müdürlüğü'nde (DMİ) mevcut bulunan 1966-1982 yıllarında ölçülen güneşlenme süresi ve ışınım şiddeti verilerinden yararlanarak EİE tarafından yapılan çalışmaya göre Türkiye'nin ortalama yıllık toplam güneşlenme süresi 2640 saat (günlük toplam 7,2 saat), ortalama toplam ışınım şiddeti 1311 kWh/m²-yıl (günlük toplam 3,6 kWh/m²) olduğu tespit edilmiş. 1992 yılından bu yana EİE ve DMİ, güneş enerjisi değerlerinin daha sağlıklı olarak ölçülmesi amacıyla enerji amaçlı güneş enerjisi ölçümleri alıyor. Devam etmekte olan ölçüm çalışmalarının sonucunda, Türkiye güneş enerjisi potansiyelinin eski değerlerden %20-25 daha fazla çıkması bekleniyor. Türkiye'nin en fazla güneş enerjisi alan bölgesi ise Güney Doğu Anadolu Bölgesi olup, bunu Akdeniz Bölgesi izliyor. Türkiye'de güneş enerjisinin en yaygın kullanımı sıcak su ısıtma sistemleridir.