Le onde del mare sono un accumulo di energia presa dal vento. Più sono lunghe le distanze e più vi è la possibilità di accumulo. Vista la vastità del mare e l'energia contenuta in un'unica onda, abbiamo un immenso serbatoio di energia rinnovabile che può essere usato.

Il totale medio annuo di energia contenuta nel moto ondoso (che viaggia per centinaia di km anche senza vento e con poca dispersione) al largo delle coste degli Stati Uniti (inclusi Alaska e Hawaii), calcolato con acqua di una profondità di 60 m (l'energia inizia a dissiparsi intorno ai 200 metri e a 20 metri diventa un terzo) è stato stimato intorno ai 2.100 terawattora (TWh/yr) (2100×10¹² Wh) (1TWh=1.000.000.000KWh).

La produzione di energia da moto ondoso è già una realtà che suscita notevole interesse. In paesi come il Portogallo, il Regno Unito, la Danimarca, Canada, Stati Uniti, Australia, Nuova Zelanda, e altri ancora.

Nel mondo vi sono decine di aziende e istituti di ricerca che se ne occupano in modo esclusivo.

Il Governo Scozzese ha istituito un premio di 10 milioni di sterline (Saltire Prize) e numerose iniziative e convegni sono organizzati ogni anno.

Il costo per KWh, utilizzando questa fonte, è già vicino a quello dell’eolico: incoraggiante, visto che parliamo dei primi prototipi.

Il primo brevetto risale al 1917 e consisteva in un’asta dentata fissata ad un galleggiante che trasferiva l’energia ad un’istallazione fissa sulla costa. Da allora sono stati fatti molti passi in avanti.

Il tipo di impianto più diffuso è quello a colonna d'acqua oscillante.

L'impianto raccoglie l'acqua che entra grazie al moto ondoso all'interno di una struttura cava (In genere una colonna in calcestruzzo, ma l'impianto si presta ad essere adattato a varie forme, anche sfruttando la naturale conformazione delle coste rocciose).

Il movimento delle onde che alzano e abbassano il livello dell'acqua nella struttura mette in moto la colonna d'aria che sta sopra la superficie dell'acqua.
L'aria, uscendo e rientrando così dall'apertura superiore della colonna, mette in moto una turbina.

Vi sono varie tecniche di sfruttamento del moto ondoso e la trasformazione dell’energia delle onde in energia elettrica è oggetto di vari studi e realizzazioni, basati su vari principi fisici:

Attraverso il passaggio delle onde in un canale di larghezza progressivamente decrescente (come avviene ad esempio in un’insenatura tra le rocce), o mediante particolari rampe, le onde raggiungono altezze superiori ed è quindi possibile riempire un bacino a quota superiore rispetto al livello del mare. Il principio è detto anche concentrazione o focalizzazione delle onde. Il deflusso continuo dell’acqua raccolta, tramite opportune opere civili, e il passaggio attraverso turbine idrauliche (simili a quelle usate per gli impianti idroelettrici con salti idrici contenuti), permette la generazione di energia elettrica. Un prototipo precompetitivo ha potenza di 4-7 MW, ingombro orizzontale nell’ordine dei 200-300 metri (comprensivi del bacino, dello “scivolo” e delle paratie laterali per il convogliamento dell’acqua in arrivo).

Una struttura sommersa ancorata al fondo marino, dotata di camera d’aria, è soggetta a cicli di compressione - decompressione dovuti alla variazione, originata dalle onde, della colonna d’acqua soprastante.

Al largo delle coste del Portogallo, ad esempio, è stato testato con esito positivo un impianto pilota con potenze di picco di 1500 kW.

La forma dell’apparato è quella di un grosso cilindro, avente la base ancorata al fondo e un “cappello” mobile in senso verticale.

E' stato sviluppato, per la conversione dell’energia meccanica in elettrica, un apposito generatore lineare, in grado di semplificare e ridurre al minimo i componenti del sistema.

Si prevede che l’impianto commerciale, di potenza 2 MW, dovrà avere altezza 30 metri, diametro 10 metri; per quanto concerne il sito di installazione le caratteristiche tipiche sono con fondali di 80–90 m di profondità, con onde di ampiezza 5 m.

Sistemi simili possono essere costituiti da un galleggiante, ancorato al fondo tramite un sistema in grado di trasferire l’energia meccanica del moto relativo tra il fondo e la “boa”, tramite appositi meccanismi, a un generatore.

L’azionamento di un generatore per opera di un elemento galleggiante è possibile anche con dispositivi oscillanti, tipo paratoie sbattute dalle onde.

Una problematica comune di questi sistemi è la bassa frequenza del moto ondoso, mentre per l’azionamento dei generatori elettrici sono preferibili alte velocità.

Per non perdere molta energia con la continua inversione del verso del movimento dell'aria (che esce e rientra continuamente), si usano turbine Wells, in grado di ruotare sempre nello stesso verso qualunque sia il verso del fluido che le alimenta.

I sistemi ad ondata sono concettualmente simili:

- una sacca d’aria flessibile, ancorata ad esempio a una boa, quando è investita dalle onde si gonfia e sgonfia;

- l’aria entra ed esce dalla sacca, attraverso un’apertura superiore nella quale è installato il turbogeneratore.