海水的自然涨落有着十分固定的周期。海水这种周期性的自然涨落现象，就是潮汐。潮汐是月亮、太阳的引力对地球海洋水体的作用造成的。潮汐的周期由月球围绕地球的公转和其自转的规律决定，一般接近12.5h，也就是一日二潮(半日潮)。潮汐发电的高峰和低谷和人们习惯的太阳日不相一致，每天向后顺延。另外，在一个月内通常出现两次天文大潮。多数情况下，潮涨潮落的更迭有非常精确的时间性。由于起作用的因子很多，所以潮汐的高度因地区不同而有所差异。在潮汐中蕴藏着极大的动能——潮汐能，据估计，海洋潮汐能的储量至少为1×109kW，每年可以提供上万亿度的电能。潮汐能绝大部分集中在沿海，便于开发利用。
1.单库单向型(单效应型)
筑大坝，构成一个水库。涨潮时，开闸向水库充水，平潮时关闸，等候潮水退下去；落潮后，水库内外有了一定水位差时，就启动水轮机—发电机组发电。其发电特点由充水—等候—发电三个过程组成一个循环，仅在落潮时发电。如果有条件，在平潮关闸后用水泵向水库供水，因为这时水库内外的水位差很小，抽水消耗不了多少电能，却可增加水库的蓄水量，增大水轮机的工作水头，多发电。这种开发方式的特点是只在潮水的一个流动方向上发电(一般是退潮发电)，因此发电间歇的时间长。不过，这种方式不论是水工建筑物还是水轮发电机组都比较简单，形成的工作水头也比较高，因此投资较少。一般只要有电力系统配合，均有条件采取这种方式开发潮汐能(图2-10)。
图2-10 单库单向型(右)及单库双向型潮汐电站平面示意图
2.单库双向型(双效应型)
在涨潮和落潮时都能发电。单库双向发电(图2-10)的优点是：发电时间比单向发电延长30%～40%，发电量比单向发电增加15%～30%。相应地，投资也要增加，工作水头有所降低。因此，实际应用时究竟采用单向发电还是双向发电，要根据实际情况进行技术经济分析，研究确定。
采用这种方式时，水工建筑物比较杂。实现单库双向发电的另一种办法是采用双向水轮发电机组，该发电机组或水流通道具有一定的复杂性。
(1)整流式水流通道
利用横置的H形水道和4道闸门的开闭使通过水轮机组的水流保持一定的方向。其原理如图2-11所示。这种方式允许使用普通的水轮机，但水坝的构造复杂，施工难度大，仅在小型的潮汐电站应用。
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图2-11 小型潮汐电站断面图
(2)灯泡型双向贯流水轮机
水流通道为横向，涨落潮时海水在通道内的流向相反。在通道内安装的水轮机轴和通道平行，水轮机的外壳为流线型，涨落潮时都可以运转。多用于大、中型单库双向型潮汐电站。见图2-12。
图2-12 双向贯流水轮机组和水道的俯视图
3.双库型潮汐发电站
构筑两个水库，高水库和低水库各一个，机组安装在两水库间的坝段内。利用涨潮与落潮时，海水在两水库间的水位差，使机组连续运转发电。这种发电方式具有连续发电的特点，但是，由于修建两个水库，工程投资将成倍增加，工作水头降低，发电量减小，不一定经济。因此，这种方式还只是理论上的探讨，未见实际应用。
4.发电槽装置
其示意图见图2-13。涨潮时，海水从一端流入槽内，冲击槽内挡板，使板向另一端移动，产生位移动能，经机构传动，把位移动能转换为旋转动能，驱动发电机而发电。落潮时的工作过程类似涨潮时但方向相反，如此往复运动，实现发电作业。需要解决的关键问题是：在机构传动中，要使旋转方向始终保持同一方向，不因流向的往返而改变。
图2-13 发电槽装置原理示意图
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