Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của các dạng năng lượng tái tạo tiên tiến khác, hiện nay trên thế giới đã hình thành nên một xu hướng khá phổ biến là kết hợp thủy điện tích năng với các dự án điện gió, điện mặt trời. Những dự án kết hợp như vậy có ưu điểm lớn về hiệu suất vận hành chung của tổ hợp, bởi thủy điện tích năng có thể tận dụng tối đa các nguồn năng lượng có tính thay đổi, khó dự đoán như điện gió, điện mặt trời, trong khi những nhà máy điện gió, điện mặt trời lại có thể cung cấp năng lượng cho thủy điện tích năng tích nước ở nhiều thời gian trong ngày.