Ну я б не относил ГЭС и АЭС к "альтернативным" - это вполне традиционные технологии выработки электроэнергии. Ну разве что они не потребляют ископаемого топлива и поэтому не выбрасывают в атмосферу углекислый газ, это да.
Теперь по технике. На АЭС энергия вырабатывается так же, как и на любой другой тепловой станции: вода превращается а пар и крутит турбину. На ГЭС падающая вода превращает свою потенциальную энергию в кинетическую и тоже крутит турбину.
Плюсы и минусы.
Плюс гидроэнергетики - дешевизна и возобновляемость. Минус - экологическое воздействие. Они сильно изменяют гидрографический режим прилегающих территорий, они нарушают естественные маршруты миграции рыб, на равнинных реках значительные территории оказываются затопленными...
Минус АЭС - сложность утилизации отработанного ядерного топлива. Собсно, это их единственный недостаток. Все разговоры всяких "зелёных" типа "ужос-ужос-ужос, щас всё рванёт!" - безграмотный и часто проплаченный бред. Современные станции безопасны, а если перейти на торий - станут ещё безопаснее. К тому же тория в природе в несколько раз больше, чем урана.
Альтернативы. Настоящие альтернативы.
Их немного. Ветер, солнце, луна (приливные), геотермальное тепло, биотопливо.
Биотопливо из этого самый сомнительный вариант. Во-первых, выработка топлива из биомассы - процесс длительный и тоже требующий затрат энергии, подчас даже превышающих то, что потом вырабатывается (биомассу надо убрать, привезти и переработать). К тому же население растёт, а площадь пахотных земель - нет. Так что в определённой степени "зелёное топливо" конкурент человеку, и в какой-то момент можно встать перед выбором - выращивать хлеб или выращивать "бензин".
Ветер. Это либо ветровые станции, либо волновые. Плюс ветровых - что их можно поставить где угодно. Минус - наносимый ими ущерб природе (множество погибших птиц и летучих мышей, разбивающихся о быстро движущиеся лопасти) и избыточный шум. У волновых станций единственный недостаток - привязанность к акватории, преимущественно морской, потому что какие на фиг волны в небольшом озере.
Энергия в ветровых станциях вырабатывается элементарно: лопасти крутят генератор, генератор вырабатывает ток, этот ток заряжает буферные аккумуляторы, от них питаются преобразователи, выдающие стандартные 220 переменного тока. Волновые устроены малость сложнее - в них в электричество преобразуется колебательное движение отдельных звеньев цепи из поплавков. Соответствующие преобразователи встроены в сочленения поплавков.
Солнечные: это либо с промежуточным звеном в виде нагреваемого солнцем бака с водой, которая кипит и пар крутит турбину, либо прямое преобразование света в электричество на солнечных панелях. Минус первых - большая занимаемая ими площадь. Для равной мощности площадь обычной тепловой станции в несколько раз меньше площади солнечной станции. Минус солнечных панелей - невысокий кпд (хотя тут есть перспективы совершенствования) и, как ни странно, экология. Производство солнечных панелей - производство дорогостоящее и небезотходное. Зато такие системы могут быть распределёнными, вплоть до индивидуальных панелей для отдельного дома. Ну и зависимость мощности от освещённости, а значит - от времени суток и от погоды, поэтому такие установки выгоднее всего в южных странах, где солнца до фига.
Геотермальные - перспективны там, где есть источники горячих вод. Исландия - хороший пример широкого применения такого источника, но фактически единственный. Кое-где есть ещё, но по понятным причинам это экзотика.