Приливные электростанции (ПЭС) являются одним из подвидов гидроэлектростанций. Принцип работы гидроэлектростанций при всем разнообразии конструкций одинаков: вода под напором из верхнего резервуара поступает в водоприемник и по водоводам направляется к турбинам. Струя с силой бьет в лопасти турбин, раскручивая вал машины, на котором закреплен генератор, вырабатывающий электроэнергию.

Уровень воды на морских побережьях в течение суток меняется четыре раза. Такие колебания особенно заметны в заливах и устьях рек, впадающих в море. . Величина приливов различна для различных районов Земли. Например в некоторых пунктах береговой линии Ла-Манша наибольшая величина прилива составляет 15 м. В Песчаной Губе Охотского моря – 13 м. На побережье Белого моря – 10 м. В некоторых местах атлантического побережья Канады – до 18 м. Общая мощность морей и океанов Земли в 120 изученных створах оценивается в 8 млрд. кВт. Приливные изменения в каком-либо месте земного шара — результат изменения положений Луны и Солнца относительно Земли вкупе с эффектами вращения Земли и особенностями донного рельефа. Хотя для земного шара сила тяготения Солнца почти в 200 раз больше, чем сила тяготения Луны, приливные силы, порождаемые Луной, почти вдвое больше порождаемых Солнцем. Это происходит из-за того, что приливные силы зависят не от величины гравитационного поля, а от степени его неоднородности (градиента). При увеличении расстояния до источника поля градиент уменьшается быстрее, чем величина самого поля. Поскольку Солнце почти в 400 раз дальше от Земли, чем Луна, то и приливные силы, вызываемые солнечным притяжением, слабее. В соответствии с теорией И. Ньютона под действием сил притяжения Луны поверхность гидросферы превращается из сферической в эллипсоидальную с большой осью, направленной на Луну (рисунок 1). За счет вращения Земли вокруг своей оси приливы имеют периодический характер - за сутки 2 раза происходит прилив и 2 раза отлив. Таким образом, ПЭС фактически преобразует кинетическую энергию вращения земли в электроэнергию.
Для устройства простейшей ПЭС нужен бассейн — перекрытый плотиной залив или устье реки. В плотине имеются водопропускные отверстия и установлены турбины, которые вращают генератор (рисунок 2). Во время прилива вода поступает в бассейн. Когда уровни воды в бассейне и море сравниваются, затворы водопропускных отверстий закрываются. С наступлением отлива уровень воды в море понижается, и, когда напор становится достаточным, турбины и соединенные с ним электрогенераторы начинают работать, а вода из бассейна постепенно уходит.

Обозначения рисунка 1: 1 – Земля, 2 – Луна, 3 – прилив,4 - отлив.

Экономически целесообразным считается строительство ПЭС в районах с приливными колебаниями уровня моря не менее 4 м. Проектная мощность ПЭС зависит от характера прилива в районе строительства станции, от объема и площади приливного бассейна, от числа турбин, установленных в теле плотины.

В ПЭС двустороннего действия турбины работают при движении воды из моря в бассейн и обратно. Такие ПЭС способны вырабатывать электроэнергию непрерывно в течение 4-5 ч с перерывами в 1-2 ч четыре раза в сутки. Для увеличения времени работы турбин существуют более сложные схемы — с двумя, тремя и большим количеством бассейнов, однако стоимость таких проектов весьма высока.

С 1967 г. в устье реки Ранс во Франции на приливах высотой до 13 метров работает ПЭС мощностью 240 тыс. кВт с годовой отдачей 540 тыс. кВт•ч. Советский инженер Бернштейн разработал удобный способ постройки блоков ПЭС, буксируемых на плаву в нужные места, и рассчитал рентабельную процедуру включения ПЭС в энергосети в часы их максимальной нагрузки потребителями. Его идеи проверены на ПЭС, построенной в 1968 году в Кислой Губе около Мурманска на 800 кВт. 18 ноября 2006 года состоялась торжественная церемония вывода наплавного энергоблока Кислогубской ПЭС и после десятилетнего простоя электростанция была вновь введена в эксплуатацию.

Мезенская ПЭС проектируется на побережье Белого моря в Мезенском заливе, где сосредоточены основные запасы приливной энергии Европейской части России и величина прилива достигает 10,3 м. Было рассмотрено 8 вариантов расположения ПЭС. За базисный был принят наиболее выдвинутый в море створ, позволяющий разместить здание ПЭС и водосливную плотину на естественных глубинах. Площадь отсекаемого будущей плотиной бассейна - 2640 кв. км. Возможная мощность ПЭС была определена в 19,7 млн. кВт с выработкой 49,1 млрд. кВт-ч электроэнергии. Расчеты энергоэкономической эффективности ПЭС в первой четверти нового века определили ее мощность в 11,4 млн. кВт с выработкой 38,9 млрд. кВт-ч при 3400 часах годового использования. Энергию планируется использовать на внутреннем и внешнем рынках Северо-западного региона, в объединениях энергосистем «ЕЭС России» и Европейского сообщества.

Существуют ПЭС и за рубежом — во Франции, Великобритании, Канаде, Китае, Индии, США и других странах. ПЭС "Ля Ранс", построенная в эстуарии р.Ранс (Северная Британь) имеет самую большую в мире плотину, ее длина составляет 800 м. Плотина также служит мостом, по которому проходит высокоскоростная трасса, соединяющая города Св. Мало и Динард. Мощность станции составляет 240 МВт.
Преимуществами ПЭС является экологичность и низкая себестоимость производства энергии. Недостатками — высокая стоимость строительства и изменяющаяся в течение суток мощность, из-за чего ПЭС может работать только в единой энергосистеме с другими типами электростанций.