D

$A$、石油是不可再生能源，太阳能、潮汐能都属于可再生能源，故$A$错误；
$B$、能量转移和转化过程是有方向性的，是不可逆的，故$B$错误；
$C$、光伏发电的太阳能电池板将太阳能部分转化为电能，故$C$错误；
$D$、核电站是利用原子核裂变发生可控链式反应时释放的大量能量来发电的，故$D$正确。
故选：$D$。