Gerçek bir termonükleer kaynaşma reaktörü olan Güneş, sürekli olarak çok büyük miktarda enerji yayımlar. Yeryüzündeki enerji kaynaklarının büyük bir kısmı aslında bu ışımanın dönüşümünden doğmaktadır: biyokimyasal (fotosentezle) olarak biyokütleye dönüşüm (mesela odun) veya eski biyokütlenin dönüşümü sonucu oluşan petrol ve kömür gibi…; ısıl dönüşümün rüzgâr veya denizlerin ısıl enerjisi haline geçmesi gibi…
Bununla birlikte, Dünya’nın aldığı ışıma Güneş’in yaydığı ışımanın çok küçük bir kesridir. Ekvatorun yakınlarında bunun yıllık ortalama değeri 2 500 kWsa/m2; Türkiye’de 1 500 kWsa/m2′nin biraz üstündedir. Güneş enerjisinin saat veya mevsime göre değişme ve yayınım özelliği, doğrudan yararlanılması için özel yoğunlaşma ve depolama teknikleri gerektirmektedir. Bir güneş fırınında, ışımanın optik bir yöntemle yoğunlaşması sonucu sıcaklık 1700 °C’yi aşar.
1970li yılların başındaki petrol krizi, fosil enerjilerin tükenmesi endişesi ve çevreyi koruma gereği güneş enerjisine ilişkin araştırmaları yeniden güncelleştirdi. Güneş enerjisinden yararlanma teknikleri çok yer kaplar, ama çevreyi hiç kirletmez. Isı veya elektriğe dönüştürülen güneş enerjisi, ulaşılması güç bölgelerde veya fosil enerjilerin az olduğu ülkelerde bir ek enerji kaynağı, hatta bir çözüm olabilir. Bu şekilde, mesela israil Devleti, 2015 yıllarına doğru, enerji ihtiyacının yüzde 40′ını güneşten sağlamayı hedeflemektedir.
Bununla birlikte, bu enerjinin yayınım özelliği, ancak aralıklı kullanılabilmesi ve depolanma zorluğu, merkezîleşemeyecek bir üretim tarzının benimsenmesine yol açar; böyle bir durumda « merkez » bir kasabanın veya bir evin ihtiyacını karşılayacak çapta olabilir. Bu yol özellikle, masraflı klasik santrallara yatırım yapmak için ne ekonomik imkânları ne de ihtiyaçları olan Üçüncü Dünya ülkeleri için uygundur. Gelişmiş ülkelerdeyse bu enerji, çevre kirliliğini azaltma politikası bağlamında tamamlayıcı olabilir.
Akmakta olan suyun kinetik enerjisi veya bir göldeki durgun suyun potansiyel enerjisi, hidroelektrik santrallerde elektrik enerjisine dönüştürülür. Bir barajla oluşturulan doğal veya yapay bir gölden gönderilen su, elektrik üreten alternatöre bağlı bir türbinin çarklarını döndürmekte kullanılır.
Suyla elektrik üretimi, yağışlara bağlıdır ve her yıl yağmurlara göre değişir. 1956′ya kadar Türkiye’de hidrolik kaynaklı elektrik üretimi (bir iki ufak yerel akarsu santralı dışında) yoktu. Oysa Türkiye hidroelektrik potansiyeli yüksek, akarsuyu bol bir ülkedir. 1950′lerde başlatılarak 1970′lerde hızlandırılan baraj ve santral inşası seferberliği bu potansiyeli önemli ölçüde değerlendirme imkânı yaratmış ve 1990′lann başında Türkiye’nin toplam elektrik enerjisi üretiminde hidrolik kaynaklı enerji oranı yüzde 41,25′e yükselmiştir (yılda 29,7 milyar kWsa). Bu miktarın yılda ortalama 122 milyar, güvenilir olarak 78 milyar kWsa’ta çıkarılabileceği hesaplanmıştır.
Hidroelektrik santrallerinin büyük yararlan yanında birtakım sakıncaları da yok değildir. Elektrik enerjisi depolanamadığından, üretimin sürekli olarak tüketim talebine göre ayarlanması gerekir. Termik santrallerin türbo alternatörlerinde olduğunun tersine, hidroelektrik santrallerinin türbinleri birkaç dakika içinde çalışmaya başlayabilir; demek ki bunlar, çok kısa bir gecikmeyle tüketim talebindeki bazen çok büyüye bilen farklılıklara ayak uydurabilir. Bir baraj yapımının ve yapay bir su kaynağının üretime uygun hale getirilmesinin doğal ortam üzerinde etkileri olur: ekilebilir toprakların kaybı, balıkladın yumurtlama bölgelerinin azalması ve üremelerinin engellenmesi gibi. Bütün önemli yatırımlarda, sosyoekonomik etkilerin yanı sıra yüzey ve yeraltı sularının akışı, canlı ortam üzerindeki etkilerinin kestirilebilmesi için çeşitli araştırmaların yapılması gerekir. Bu araştırmalar sayesinde, kurulacak bir hidroelektrik santralının doğal ortamda yol açacağı zararlı sonuçlan azaltacak veya ortadan kaldıracak önlemler alınabilir; mesela balıklar için yumurtlama bölgeleri oluşturulabilir, tesviye havuzlan ve geçitleri kurulabilir. Barajların aşağı çığırında yeterli bir debinin sağlanması ve çok anî değişimlerden sakınılması gerekir; demek ki yedek bir debi kaynağı da bulundurulmalıdır.