Виробництво енергетичних ресурсів з відновлюваних джерел у надлишкових обсягах має сенс, тільки якщо можливо їх тимчасове зберігання у накопичувачах енергії та доступ у будь-який час. Даний підхід дозволяє покривати пікові навантаження в електромережі.
Надлишкова енергія використовується для забезпечення енергопостачання, в залежності від погодних умов і пори року, в хмарну погоду, вдень або вночі, за вимогою. Зберігання електроенергії забезпечує необхідну гнучкість в умовах децентралізованого виробництва енергії.
Подібне гнучке енергопостачання досягається за рахунок ряду варіантів зберігання, які відрізняються за показниками продуктивності, ефективності, щільності енергії та вартості реалізації відповідного рішення. Крім того, можлива організація короткочасного та довгострокового зберігання.
Енергія, яка подається із накопичувача, як правило, знаходиться у формі, в якій вона зберігалася. Проте, можливі й винятки. Наприклад, деякі виробники перетворюють електричну енергію у водень та зберігають її у водневих резервуарах.
Завдяки системі зберігання й накопичення можливе забезпечення повного покриття пікового попиту. Пристрої зберігання можуть накопичувати енергоресурс від 2 до 24 годин, при ємності від 500 МВт*год до декількох ГВт*год. Останні обмежені виключно розмірами накопичувального резервуара.
Електрохімічне зберігання використовується у випадках, коли необхідне зберігання протягом більш тривалого періоду часу, наприклад, в якості резервного зберігання або з метою електромобільності.
Вони складаються в основному з літій-іонних батарей або батарей з окислювально-відновним потоком. Перші в основному використовуються в автомобільному транспорті, другі зберігають енергію в хімічних сполуках у розчиннику. Батареї окислювально-відновного потоку використовуються через їх відносно високу ємність в базових станціях стільникових мереж або в якості буферного сховища в вітряних турбінах.
Недорогі свинцево-кислотні батареї вимагають певних запобіжних заходів, при зберіганні й експлуатації. Однак вони ні в чому не поступаються своїм конкурентам і використовуються в системах зберігання продуктивністю до 50 МВт*год.
Короткочасне зберігання енергії також можливе, але в порівнянні з довгостроковими та електрохімічними накопичувачами, воно призначене виключно для зберігання невеликої кількості енергії і застосовується тільки для стабілізації і обслуговування мереж.
Вимоги до технології зберігання досить високі. Для економічної і стійкої інтеграції в енергетичну мережу необхідно, щоб системи зберігання енергії були перш за все енергоефективними, безпечними і екологічно сумісними, з точки зору виробництва, використання та утилізації. Додатковою вимогою є дотримання максимально можливого терміну служби в умовах безлічі циклів накопичення і зберігання енергоресурсів.
Основними недоліками систем зберігання, на відміну від постійного виробництва енергії, є, перш за все, додаткові витрати на придбання, вимоги до простору для їх розміщення, збільшення обсягу робіт з обслуговування і контролю, а також обмежений термін служби акумуляторів.
Найбільш поширеними типами накопичення і зберігання енергії в країнах Європейського Союзу, як Німеччина, Австрійська Республіка, Данія та ін. є довгострокове зберігання, в насосах, в акумуляторах і зберігання водню або синтетичного метану в підземних резервуарах. Останні дозволяють, наприклад Німеччині, зберігати до 2 ТВт*год енергії по всій країні.
В автомобільній промисловості або на транспорті електрична енергія або накопичується в мобільних батареях, або використовується паливо, отримане з поновлюваних джерел енергії, наприклад водень або метанол в паливних елементах.
В останні роки було розроблено багато різних технологій накопичення і зберігання енергії. І на сьогодні практично для кожного виду енергії існує спеціально розроблений тип накопичення і зберігання. Ряд рішень знаходиться на стадії розробки, а такі системи, як насосні сховища або акумуляторні батареї, виготовлені зі свинцево-кислотних акумуляторів, десятиліттями застосовуються для ефективного накопичення енергії.