การเก็บพลังงาน

thumb|right|เขื่อน Llyn Stwlan ของ Ffestiniog เป็นโครงการจัดเก็บไฟฟ้าพลังน้ำแบบสูบ () ในเวลส์ สถานีพลังงานที่อยู่ต่ำลงไปมีกังหันน้ำสี่ชุดที่สามารถผลิตไฟฟ้าได้ทั้งหมด 360 เมกะวัตต์เป็นเวลาหลายชั่วโมง, เป็นตัวอย่างหนึ่งของการจัดเก็บและการแปลงพลังงานแบบประดิษฐ์

**การเก็บพลังงาน** () สามารถทำได้โดยอุปกรณ์หรือตัวกลางทางกายภาพเพื่อนำมาใช้ในกระบวนการที่เป็นประโยชน์ในภายหลัง อุปกรณ์เก็บพลังงานบางครั้งเรียกว่าตัวสะสมพลังงาน ()

พลังงานหลายรูปแบบสามารถสร้างงานที่มีประโยชน์, การผลิตความร้อนหรือความเย็นเพื่อตอบสนองความต้องการของสังคม รูปแบบเหล่านี้รวมถึงพลังงานเคมี, พลังงานแรงโน้มถ่วง, พลังงานไฟฟ้า, ความแตกต่างของอุณหภูมิ, ความร้อนแฝง และพลังงานจลน์

การเก็บพลังงานเกี่ยวข้องกับการแปลงพลังงานจากรูปแบบที่ยากในการเก็บ (เช่น ไฟฟ้า, พลังงานจลน์ ฯลฯ) เพื่อให้อยู่ในรูปแบบที่สามารถจัดเก็บสะดวกกว่าหรือประหยัดกว่า เทคโนโลยีบางอย่างสามารถเก็บพลังงานได้ระยะสั้น และบางอย่างก็สามารถเก็บได้ระยะยาวกว่ามากเช่นการแปลงกำลังงานให้เป็นแก๊สโดยการใช้แก๊สไฮโดรเจนหรือแก๊สมีเทน และการเก็บรักษาความร้อนหรือเย็นระหว่างฤดูกาลที่ตรงข้ามกันในชั้นหินอุ้มน้ำลึกหรือหินแข็งชั้นล่างที่อยู่ใต้ชั้นดินและทราย นาฬิกาแบบไขลานสามารถเก็บพลังงานศักย์ (ในกรณีนี้ใช้กลไกในความตึงของสปริง), แบตเตอรี่แบบชาร์จประจุใหม่ได้ก็เก็บพลังงานเคมีที่แปลงสภาพแล้วเพื่อใช้งานโทรศัพท์มือถือ และเขื่อนไฟฟ้าพลังน้ำเก็บพลังงานในอ่างเก็บน้ำเป็นพลังงานศักย์จากแรงโน้มถ่วง ถังเก็บน้ำแข็งเก็บน้ำแข็ง (พลังงานความเย็นในรูปแบบของความร้อนแฝง) ในเวลากลางคืนเพื่อตอบสนองความต้องการใช้สูงสุดในการทำความเย็น เชื้อเพลิงฟอสซิลเช่นถ่านหินและน้ำมันเก็บพลังงานโบราณที่ได้มาจากแสงแดดโดยสิ่งมีชีวิตที่เสียชีวิตไปแล้ว, ถูกฝังกลบและเมื่อเวลาผ่านไปได้แปลงไปเป็นเชื้อเพลิงเหล่านี้ แม้แต่อาหาร (ซึ่งถูกทำขึ้นโดยกระบวนการเดียวกันกับเชื้อเพลิงฟอสซิล) เป็นรูปแบบหนึ่งของพลังงานที่เก็บไว้ในรูปแบบของสารเคมี

## ก่อนประวัติศาสตร์
การเก็บพลังงานด้วยกระบวนการทางธรรมชาติเก่าแก่เท่ากับตัวจักรวาลเอง - พลังงานที่ปรากฏขึ้นเมื่อมีการก่อตัวเริ่มแรกของจักรวาลได้รับการจัดเก็บไว้ในดวงดาวเช่นดวงอาทิตย์, และตอนนี้กำลังถูกนำมาใช้โดยมนุษย์โดยตรง (เช่น ผ่านความร้อนจากแสงอาทิตย์) หรือโดยอ้อม (เช่น โดยการปลูกพืชหรือการแปลงเป็นไฟฟ้าในเซลล์แสงอาทิตย์)

สำหรับกิจกรรมอย่างหนึ่งที่มุ่งสู่วัตถุประสงค์ การเก็บพลังงานมีมาตั้งแต่ก่อนประวัติศาสตร์ แม้ว่ามันมักจะไม่ได้รับการยอมรับอย่างชัดเจนว่าเป็นเช่นนั้น ตัวอย่างของการเก็บพลังงานทางกลโดยเจตนาคือการใช้ท่อนไม้หรือก้อนหินเป็นมาตรการป้องกันในป้อมโบราณ-ท่อนไม้หรือก้อนหินจะถูกเก็บรวบรวมไว้ที่ด้านบนของเนินเขาหรือกำแพง และพลังงานที่เก็บไว้จึงถูกใช้เพื่อโจมตีผู้บุกรุกที่เข้ามาภายในระยะ

ลักษณะการนำมาใช้ล่าสุดอันหนึ่งก็คือการควบคุมของทางน้ำไหลเพื่อขับกังหันน้ำสำหรับการสีเมล็ดพืชหรือการให้กำลังเครื่องจักร ระบบที่ซับซ้อนของอ่างเก็บน้ำและเขื่อนถูกสร้างขึ้นเพื่อจัดเก็บและปล่อยน้ำ (และพลังงานศักย์ที่มันเก็บไว้) เมื่อต้องการ

## การพัฒนายุคโมเดิร์น
การจัดเก็บพลังงานช่วยให้มนุษย์สามารถสร้างความสมดุลของอุปสงค์และอุปทานของพลังงาน ระบบการจัดพลังงานในเชิงพาณิชย์ในวันนี้สามารถแบ่งออกกว้าง ๆ เป็นแบบเครื่องกล, ไฟฟ้า, เคมี, ชีวภาพและความร้อน

### การจัดเก็บสำหรับการผลิตไฟฟ้า
[thumb|มีหลายวิธีในการผลิตกระแสไฟฟ้า แต่ส่วนใหญ่จะไม่สามารถที่จะตอบสนองได้อย่างรวดเร็วพอที่จะต้องรักษาความสมดุลของอุปสงค์และอุปทานใน[กริด (ไฟฟ้า) นี้เป็นสิ่งสำคัญเมื่อพิจารณาถึงแหล่งที่มาไม่สม่ำเสมอของพลังงานทดแทน และเหตุผลที่ว่าทำไมพลังงานลมที่มีในบางโอกาสจึงถูกปฏิเสธโดยเจ้าหน้าที่ของกริดเมื่อมันให้พลังงานที่ต่ำเกินไป ดังนั้นจึงมีความปรารถนาของการจัดเก็บพลังงาน]]

การจัดเก็บพลังงานได้กลายเป็นปัจจัยสำคัญในการพัฒนาเศรษฐกิจด้วยการแนะนำอย่างกว้างขวางในการผลิตไฟฟ้า ซึ่งแตกต่างจากการจัดเก็บพลังงานอื่น ๆ โดยทั่วไปในการใช้งานแบบเก่าก่อนเช่นไม้หรือถ่านหิน, ไฟฟ้าจะต้องใช้ในขณะที่มันกำลังถูกสร้างขึ้น, หรือกำลังถูกเปลี่ยนโดยทันทีให้เป็นรูปแบบของพลังงานอื่น เช่น ศักย์, จลน์ หรือเคมี วิธีการแบบดั้งเดิมของการจัดเก็บพลังงานขนาดใหญ่จะทำผ่านการใช้ไฟฟ้าพลังน้ำที่ถูกสูบขึ้นมาเก็บไว้ บางพื้นที่ของโลก เช่น นอร์เวย์, วอชิงตันและโอเรกอนในประเทศสหรัฐอเมริกา และเวลส์ในสหราชอาณาจักร ได้ใช้ลักษณะทางภูมิศาสตร์เพื่อจัดเก็บปริมาณมากของน้ำในอ่างเก็บน้ำที่ยกสูงขึ้น โดยใช้กระแสไฟฟ้าส่วนเกินในช่วงเวลาของความต้องการต่ำเพื่อสูบน้ำขึ้นไปเก็บไว้ในอ่างเก็บน้ำของพวกเขา จากนั้น สิ่งอำนวยความสะดวกจะปล่อยน้ที่ผ่านเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบกังหันและแปลงพลังงานศักย์ที่เก็บไว้กลับไปเป็นไฟฟ้าเมื่อความต้องการใช้ไฟฟ้ามีปริมาณสูง ในอีกตัวอย่างหนึ่ง ไฟฟ้าพลังน้ำแบบสูบ-เก็บในนอร์เวย์มีกำลังการผลิตทันทีที่ 25-30 GW ที่สามารถขยายได้ถึง 60 GW - พอที่จะเป็นแบตเตอรี่ให้กับยุโรป-ด้วยความพยายามที่กำลังดำเนินการในปี 2014 เพื่อขยายการเชื่อมโยงการถ่ายโอนพลังงานของมันกับประเทศเยอรมนี

อีกวิธีหนึ่งในช่วงต้นในการแก้ไขปัญหาการจัดเก็บพลังงานสำหรับวัตถุประสงค์ทางไฟฟ้าเพื่อการพัฒนาแบตเตอรี่เพิ่อให้เป็นอุปกรณ์จัดเก็บแบบเคมีไฟฟ้า แบตเตอรี่ก่อนหน้านี้ถูกจำกัดการใช้ในระบบพลังงานไฟฟ้าเนื่องจากกำลังการผลิตที่ค่อนข้างเล็กและค่าใช้จ่ายที่สูงของพวกมัน อย่างไรก็ตามตั้งแต่ประมาณช่วงกลางของทศวรรษแรกของศตวรรษที่ 21 เทคโนโลยีของแบตเตอรี่ที่ใหม่กว่าได้รับการพัฒนาที่ตอนนี้มีความสามารถให้โหลดปรับได้ในขนาดสาธารณูปโภค (ยูทิลิตี้สเกล) และความสามารถในการควบคุมความถี่อย่างมีนัยสำคัญ ณ ปี 2013 บางส่วนของเคมีของแบตเตอรี่ใหม่ได้แสดงให้เห็นคำมั่นของการเป็นตัวแข่งขันกับวิธีการจัดเก็บพลังงานชนิดอื่น (ดูที่แบตเตอรี่แบบชาร์จไฟได้ด้านล่าง)

วิธีการขนาดใหญ่ของการจัดเก็บพลังงานเชิงพาณิชย์อื่น ๆ ที่เป็นไปได้ ได้แก่ ล้อตุนกำลัง (), การจัดเก็บพลังงานอากาศอัด, การเก็บรักษาไฮโดรเจน, การเก็บพลังงานอุณหภูมิ () และการเปลี่ยนพลังงานให้เป็นแก๊ส () การประยุกต์ใช้ในเชิงพาณิชย์ขนาดเล็ก-วิธีการเก็บรักษาเฉพาะรวมถึง flywheels, ตัวเก็บประจุ และ ตัวเก็บประจุยิ่งยวด

### การเก็บพลังงานอุณหภูมิระยะสั้นในรูปความร้อนหรือความเย็น
ในปี 1980s ผู้ผลิตจำนวนมากได้ทำการวิจัยอย่างรอบคอบเกี่ยวกับการจัดเก็บพลังงานอุณหภูมิ () เพื่อตอบสนองความต้องการที่เพิ่มขึ้นสำหรับการปรับอากาศในช่วงชั่วโมงเร่งด่วน วันนี้หลายบริษัทได้ผลิตระบบ TES รูปแบบที่นิยมมากที่สุดของการเก็บรักษาพลังงานอุณหภูมิสำหรับการให้ความเย็นคือการเก็บรักษาในน้ำแข็ง เพราะมันสามารถเก็บพลังงานได้มากกว่าในพื้นที่น้อยกว่าการจัดเก็บน้ำและยังมีค่าใช้จ่ายน้อยกว่าพลังงานที่ถูกกู้คืนโดยเซลล์เชื้อเพลิงหรือ flywheels ในปี 2009 ที่เก็บอุณหถูมิถูกใช้ในกว่า 3,300 อาคารในกว่า 35 ประเทศ มันทำงานโดยการสร้างน้ำแข็งในเวลากลางคืนเมื่อไฟฟ้ามักจะมีค่าใช้จ่ายน้อยกว่า จากนั้นใช้น้ำแข็งเพื่อทำให้อากาศเย็นในอาคารในช่วงเวลากลางวันที่ร้อนมาก

ความร้อนแฝงนอกจากนี้ยังสามารถถูกเก็บไว้ในวัสดุเปลี่ยนเฟส () ทางเทคนิค นอกจากน้ำแข็ง วัสดุเหล่านี้สามารถถูกห่อหุ้มในแผ่นฝาผนังและฝ้าเพดาน เพื่อปรับอุณหภูมิห้องให้อยู่ในระดับปานกลางระหว่างกลางวันและกลางคืน

### การเก็บอุณหภูมิระหว่างฤดูในรูปความร้อนหรือความเย็น
อีกรูปแบบหนึ่งของการเก็บรักษาอุณหภูมิที่ได้รับการพัฒนามาตั้งแต่ปี 1970s ที่ตอนนี้มักใช้เป็นที่เก็บพลังงานอุณหภูมิตามฤดูกาล () มันจะช่วยให้ความร้อนหรือเย็นจะถูกใช้ได้หลายเดือนหลังจากที่มันถูกเก็บมาจากการพลังงานสูญเปล่าหรือแหล่งธรรมชาติ แม้แต่ในฤดูที่ตรงข้ามกัน การเก็บอุณหภูมิอาจจะประสบความสำเร็จในชั้นหินอุ้มน้ำ กลุ่มของหลุมเจาะในพื้นผิวทางธรณีวิทยาที่หลากหลายเช่นเดียวกับทรายหรือหินผลึก, ในหลุมเรียงรายที่เต็มไปด้วยกรวดและน้ำ, หรือการทำเหมืองแร่แบบเติมน้ำ ตัวอย่างหนึ่งคืออัลเบอร์ต้า, ชุมชนแสงอาทิตย์สาดส่องแห่ง Drake ของแคนาดา, ซึ่ง 97% ของความร้อนตลอดทั้งปีได้รับจากตัวสะสมพลังงานความร้อนจากแสงอาทิตย์บนหลังคาโรงจอดรถ กับการจัดเก็บพลังงานอุณหภูมิแบบหลุมเจาะ (BTES) เป็นเทคโนโลยีผู้ช่วย โครงการ STES มักจะสามารถจ่ายคืนในช่วงสี่ถึงหกปี

### การจัดเก็บพลังงานในเชื้อเพลิงเคมี
เชื้อเพลิงสารเคมีได้กลายเป็นรูปแบบที่โดดเด่นของการจัดเก็บพลังงาน ทั้งในการผลิตไฟฟ้าและการขนส่งพลังงาน เชื้อเพลิงสารเคมีที่ใช้กันทั่วไปได้แก่ถ่านหินที่ผ่านขบวนการแล้ว, น้ำมัน, เชื้อเพลิงดีเซล, ก๊าซธรรมชาติ, ก๊าซปิโตรเลียมเหลว (LPG), โพรเพน, บิวเทน, เอทานอล และไบโอดีเซล ทั้งหมดของวัสดุเหล่านี้จะถูกแปลงได้อย่างง่ายดายให้เป็นพลังงานกลและจากนั้นทำให้เป็นพลังงานไฟฟ้าโดยการใช้เครื่องยนต์ความร้อน (ผ่านกังหันหรือเครื่องยนต์สันดาปภายในอื่น ๆ, หรือหม้อไอน้ำหรือเครื่องยนต์สันดาปภายนอกอื่น ๆ) เพื่อใช้ในการกำเนิดไฟฟ้า เครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบขับเคลื่อนด้วยเครื่องยนต์ความร้อนเกือบเป็นของสากล มีตั้งแต่เครื่องยนต์ขนาดเล็กที่ผลิตไฟฟ้าได้ไม่กี่กิโลวัตต์ถึงเครื่องกำเนิดไฟฟ้าขนาดยูทิลิตี้สเกลที่มีกำลังการผลิตได้ถึง 800 เมกะวัตต์ ข้อเสียที่สำคัญสำหรับเชื้อเพลิงไฮโดรคาร์บอนก็คือการปล่อยแก๊สเรือนกระจกของพวกมันอย่างมีนัยสำคัญที่ทำให้เกิดภาวะโลกร้อนเช่นเดียวกับสารมลพิษที่สำคัญอื่น ๆ ที่ปล่อยออกมาจากแหล่งเชื้อเพลิงที่สกปรกเช่นถ่านหินและน้ำมัน

เชื้อเพลิงไฮโดรคาร์บอนของเหลวที่ใช้กันมากที่สุดรูปแบบของการจัดเก็บพลังงานสำหรับใช้ในการขนส่ง แต่เป็นเพราะเกิดปฏิกิริยาที่ใช้พลังงานเชื้อเพลิงเหลวเหล่านี้ (เผาไหม้) การผลิตแก๊สเรือนกระจกให้บริการอื่น ๆ เช่นพลังงานไฮโดรเจนสามารถนำมาใช้เพื่อหลีกเลี่ยงการผลิตของ แก๊สเรือนกระจก

### ระบบก้าวหน้า
thumb|right|flywheel ระบบกู้คืนพลังงานจลน์ของ Flybrid สร้างขึ้นสำหรับการใช้งานในรถแข่งสูตร 1 สำหรับกู้คืนพลังงานจลน์ที่จับได้ระหว่างการเบรกและนำมาใช้ใหม่

เทคโนโลยีที่ก้าวหน้าหลายอย่างได้รับการสืบหาและกำลังได้รับการพัฒนาเชิงพาณิชย์ รวมทั้ง flywheels ซึ่งสามารถเก็บพลังงานจลน์ และแรงอัดอากาศที่สามารถฉีดเข้าไปในถ้ำใต้ดินและเหมืองร้างในการจัดเก็บพลังงานศักย์

เซลล์เชื้อเพลิงที่เก็บพลังงานได้ () หรือเซลล์เชื้อเพลิงย้อนกลับ () เป็นเซลล์เชื้อเพลิงที่ทำงานในโหมดย้อนกลับ ซึ่งบริโภคไฟฟ้าและสารเคมี B เพื่อผลิตสารเคมี A ตามนิยาม กระบวนการของเซลล์เชื้อเพลิงใด ๆ สามารถทำแบบย้อนกลับได้ อย่างไรก็ตาม อุปกรณ์ใด ๆ มักจะถูกผลิตออกมาให้เหมาะสำหรับการใช้งานในโหมดหนึ่งและอาจจะไม่ถูกสร้างขึ้นในลักษณะที่จะสามารถทำงานย้อนกลับได้ เซลล์เชื้อเพลิงมาตรฐานที่ทำงานย้อนกลับโดยทั่วไปจะไม่ทำให้ระบบมีประสิทธิภาพมากนอกเสียจากพวกมันจะถูกสร้างขึ้นเพื่อวัตถุประสงค์ให้ทำเช่นนั้นเหมือนกับเครื่องเช่นอิเล็กโตรไลเซอร์แรงดันสูง เซลล์เชื้อเพลิงที่เก็บพลังงานได้, solid-oxide electrolyser cells และ unitized regenerative fuel cells (อ่านเพิ่มเติม :en:Regenerative fuel cell)

อีกวิธีหนึ่งที่ทันสมัยที่ใช้ในโครงการพลังงานแสงอาทิตย์ในประเทศสหรัฐอเมริกาและหอพลังงานแสงอาทิตย์ที่ Tres ในประเทศสเปนจะใช้เกลือเหลวเพื่อจัดเก็บพลังงานความร้อนที่จับมาได้จากพลังงานแสงอาทิตย์, แล้วแปลงมันให้เป็นพลังงานไฟฟ้าเมื่อมีความจำเป็น ระบบจะปั๊มเกลือเหลวผ่านหอหรือท่อพิเศษอื่น ๆ ที่กระทบความร้อนเข้มข้นจากรังสีของดวงอาทิตย์ ถังหุ้มฉนวนจะเก็บสารละลายเกลือร้อนไว้ และเมื่อจำเป็นต้องใช้น้ำจะถูกนำมาใช้ในการสร้างไอน้ำที่จะป้อนให้กับกังหันเพื่อผลิตกระแสไฟฟ้า

การวิจัยยังถูกดำเนินการเพื่อเก็บเกี่ยวประโยชน์จากผลกระทบแบบควอนตัมของตัวเก็บประจุที่มีขนาดระดับนาโนในการสร้างแบตเตอรี่ควอนตัมดิจิทัล แม้ว่าเทคโนโลยีนี้ยังอยู่ในขั้นตอนการทดลอง ในทางทฤษฎีมันมีศักยภาพในการให้ความสามารถในการจัดเก็บพลังงานเพิ่มขึ้นเป็นอย่างมาก

### การจัดเก็บพลังงานจากกริดไฟฟ้า

การจัดเก็บพลังงานจากกริด (หรือการจัดเก็บพลังงานขนาดใหญ่) ช่วยให้ผู้ผลิตพลังงานไฟฟ้าส่งไฟฟ้าส่วนเกินเข้าไปในกริดการส่งกระแสไฟฟ้าไปยังสถานที่จัดเก็บกระแสไฟฟ้าชั่วคราวที่ต่อมากลายเป็นผู้จ่ายพลังงานเมื่อความต้องการใช้ไฟฟ้าสูงขึ้น การจัดเก็บพลังงานไฟฟ้าเป็นสิ่งสำคัญโดยเฉพาะอย่างยิ่งในการจับคู่อุปสงค์และอุปทานในช่วงระยะเวลา 24 ชั่วโมง

ตัวแปรที่นำเสนอของการจัดเก็บพลังงานไฟฟ้าเรียกว่าระบบจัดเก็บพลังงานยานพาหนะให้กับกริด () ที่ซึ่งยานพาหนะไฟฟ้าที่ทันสมัยที่มีการเสียบเข้ากับกริดพลังงานสามารถปล่อยพลังงานไฟฟ้าที่เก็บไว้ในแบตเตอรี่ของพวกมันกลับเข้าไปในกริดเมื่อมีความจำเป็น

### การจัดเก็บพลังงานหมุนเวียน

### Renewable energy storage
thumb|right|สถานีพลังงานแสงอาทิตย์ Andasol ขนาด 150 เมกะวัตต์เป็นโรงไฟฟ้าพลังงานความร้อนจากแสงอาทิตย์แบบรางพาราโบลาเชิงพาณิชย์ ที่ตั้งอยู่ในประเทศสเปน โรงไฟฟ้า Andasol ใช้ถังของเกลือเหลวในการจัดเก็บพลังงานแสงอาทิตย์เพื่อให้สามารถดำเนินการการผลิตกระแสไฟฟ้าต่อเนื่องได้เมื่อดวงอาทิตย์ไม่ได้ส่องแสง

หลายแหล่งพลังงานหมุนเวียน (ส่วนใหญ่ได้แก่แสงอาทิตย์และลม) ผลิตไฟฟ้าได้ไม่สม่ำเสมอ ที่ไหนก็ตามที่แหล่งพลังงานไม่สม่ำเสมอถูกใช้ถึงจุดสูงสุดของกริด, การจัดเก็บพลังงานจะกลายเป็นหนึ่งในตัวเลือกที่จะให้พลังงานที่เชื่อถือได้ โครงการการจัดเก็บพลังงานแต่ละแห่งสามารถเสริมกริดไฟฟ้าได้โดยจับพลังงานไฟฟ้าส่วนเกินในช่วงที่มีความต้องการต่ำและเก็บไว้ในรูปแบบอื่น ๆ จนกระทั่งกริดไฟฟ้าต้องการมัน พลังงานจะถูกแปลงในภายหลังกลับไปในรูปแบบไฟฟ้าและกลับไปที่กริดได้ตามต้องการ

รูปแบบทั่วไปของการจัดเก็บพลังงานหมุนเวียนรวมถึงไฟฟ้าพลังน้ำจัดเก็บด้วยการสูบ ซึ่งได้เก็บรักษากำลังการผลิตรวมที่ใหญ่ที่สุดของพลังงานที่เก็บไว้ทั่วโลกไว้เป็นเวลานาน เช่นเดียวกับระบบแบตเตอรี่ที่สามารถชาร์จไฟใหม่ได้ การเก็บพลังงานอุณหภูมิที่รวมทั้งเกลือหลอมเหลวซึ่งสามารถจัดเก็บและปล่อยพลังงานความร้อนปริมาณมากได้อย่างมีประสิทธิภาพ และการจัดเก็บพลังงานลมอัด ที่พบได้น้อยกว่า, รูปแบบเฉพาะของการจัดเก็บรวมถึงระบบจัดเก็บพลังงานแบบ Flywheel, การใช้พลังงานที่เก็บในภาวะเย็นยิ่งยวดและขดลวดแม่เหล็กนำกระแสยิ่งยวด

ตัวเลือกอื่น ๆ รวมถึงการหันไปพึ่งโรงไฟฟ้าแบบจุดยอด () ที่ใช้แก๊สมีเทนที่ได้จากขบวนการเปลี่ยนไฟฟ้าให้เป็นแก๊สและการจัดเก็บ (ในกรณีนี้ไฟฟ้าส่วนเกินจะถูกแปลงเป็นไฮโดรเจนโดยวิธีการ electrolysis, รวมกับ CO2 (ระบบ CO2 ระดับต่ำถึงขนาดกลาง) เพื่อผลิตแก๊สมีเทน (ก๊าซธรรมชาติสังเคราะห์ผ่านกระบวนการ Sabatier) กับคลังเก็บของในเครือข่ายของก๊าซธรรมชาติ) และสมาร์ทกริด กับการบริหารจัดการความต้องการพลังงานขั้นสูง ตัวหลังเกี่ยวข้องกับการนำ "ราคากับอุปกรณ์" เช่น การทำอุปกรณ์ไฟฟ้าและเครื่องใช้ไฟฟ้าที่สามารถปรับการทำงานของตนเพื่อหาราคาที่ต่ำสุดของกระแสไฟฟ้า ในกริดที่มีการใช้งานของพลังงานหมุนเวียนสูง, ราคาที่ต่ำจะสอดคล้องกับช่วงเวลาของลมและ/หรือแสงแดดที่มีสูง

วิธีการจัดเก็บพลังงานอีกแบบหนึ่งก็คือการบริโภคส่วนเกินหรือพลังงานต้นทุนต่ำ (โดยปกติในช่วงเวลากลางคืน) สำหรับการแปลงให้เป็นทรัพยากร เช่น น้ำร้อน, น้ำเย็นหรือน้ำแข็ง, ที่ใช้เพื่อให้ความร้อนหรือความเย็นในช่วงเวลาอื่น ๆ เมื่อกระแสไฟฟ้าอยู่ในระดับความต้องการที่สูงและที่ค่าใช้จ่ายต่อกิโลวัตต์ชั่วโมง (kWh) ที่มากขึ้น การเก็บพลังงานอุณหภูมิดังกล่าวมักจะถูกใช้งานที่สถานที่ของผู้ใช้สุดท้ายเช่นอาคารขนาดใหญ่ และยังเป็นส่วนหนึ่งของการให้ความร้อนในพื้นที่อยู่อาศัย, จึงเป็นการ 'เลื่อน' การบริโภคพลังงานไปในช่วงเวลาอื่น ๆ เพื่อความสมดุลของอุปสงค์และอุปทานที่ดีขึ้น

การจัดเก็บพลังงานอุณหภูมิตามฤดูกาล (STES) จะจัดเก็บความร้อนลึกลงไปในพื้นดินผ่านทางกลุ่มของหลุมเจาะ ชุมชนพลังงานแสงอาทิตย์ตกอินที่เมือง Drake ในแอลเบอร์ตา, แคนาดาได้ประสบความสำเร็จในการเก็บเศษของพลังงานแสงอาทิตย์ได้ถึง 97% เพื่อให้ความร้อนตลอดทั้งปี, ด้วยตัวสะสมพลังงานแสงอาทิตย์บนหลังคาโรงรถเป็นแหล่งความร้อน ใน Braestrup, เดนมาร์ก, ระบบให้ความร้อนของเขตจากพลังงานแสงอาทิตย์ของชุมชนก็ใช้ STES เช่นกันที่อุณหภูมิการเก็บรักษา 65 °C (149 °F) ปั๊มความร้อน ซึ่งจะทำงานเฉพาะเมื่อมีพลังงานลมส่วนเกินในกริดแห่งชาติ จะถูกใช้เพื่อสกัดความร้อนจากที่จัดเก็บเพื่อเพิ่มอุณหภูมิให้ถึง 80 °C (176 °F) สำหรับการกระจาย วิธีการนี้จะช่วยกริดแห่งชาติให้มีเสถียรภาพ เช่นเดียวกับการมีส่วนร่วมเพื่อการใช้พลังงานลมให้มีประโยชน์สูงสุด เมื่อลมส่วนเกินในการผลิตไฟฟ้าไม่เพียงพอให้ใช้ได้, หม้อต้มด้วยก๊าซจะถูกใช้แทน ปัจจุบัน 20% ของความร้อนของ Braestrup มาจากแสงอาทิตย์ แต่การขยายตัวของสิ่งอำนวยความสะดวกได้วางแผนที่จะเพิ่มให้ถึง 50%

ในปี 2011 สำนักบริหารพลังงานแห่ง Bonneville ในทิศตะวันตกเฉียงเหนือของสหรัฐได้สร้างโปรแกรมการทดลองเพื่อดูดซับลมส่วนเกินและไฟฟ้าพลังน้ำที่สร้างขึ้นในเวลากลางคืนหรือในช่วงที่มีพายุที่จะมาพร้อมกับลมแรง ภายใต้การควบคุมจากส่วนกลางด้วยคอมพิวเตอร์, เครื่องใช้ในบ้านในภูมิภาคนี้ได้รับคำสั่งให้ดูดซับพลังงานส่วนเกินในช่วงเวลาดังกล่าวโดยการให้ความร้อนกับอิฐเซรามิกในเครื่องทำความร้อนพื้นที่พิเศษให้ได้หลายร้อยองศา และโดยการเพิ่มอุณหภูมิของถังเครื่องทำความร้อนที่ถูกโมดิฟายด์อีกด้วย หลังจากที่ถูกประจุอย่างเต็มที่, เครื่องใช้ไฟฟ้าภายในบ้านที่หุ้มฉนวนเป็นอย่างดีจะให้ความร้อนและน้ำร้อนกับบ้านในเวลาต่อมาตามต้องการ ระบบที่ทดลองได้ถูกสร้างขึ้นเป็นผลมาจากพายุรุนแรงในปี 2010 ที่ได้ผลิตพลังงานหมุนเวียนมากเกินกำลังในภาคตะวันตกเฉียงเหนือของสหรัฐในขนาดที่ว่าแหล่งพลังงานดั้งเดิมทั้งหมดถูกปิดตัวลงอย่างสมบูรณ์ หรือในกรณีของโรงงานไฟฟ้านิวเคลียร์ ได้ลดลงถึงระดับต่ำสุดในการดำเนินงานที่เป็นไปได้ ปล่อยให้แนวขนาดใหญ่ของภูมิภาคมีการใช้งานเกือบสมบูรณ์จากพลังงานหมุนเวียน

### การวิจัย
การวิจัยในการจัดเก็บพลังงานจะได้รับการประสานงานโดยหลายรัฐบาล

รัฐบาลเยอรมันได้จัดสรร € 200M (ประมาณ US$ 270M) สำหรับการวิจัยขั้นสูง รวมทั้งอีก € 50M เพื่ออุดหนุนการจัดเก็บแบตเตอรี่สำหรับใช้กับแผงเซลล์แสงอาทิตย์บนชั้นดาดฟ้าที่อยู่อาศัย ตามคำพูดของตัวแทนของสมาคมเก็บพลังงานเยอรมัน

## การประเมินผลทางเศรษฐกิจและทางเทคนิค
การประเมินมูลค่าทางเศรษฐกิจของการประยุกต์ใช้งานขนาดใหญ่ (รวมทั้งการจัดเก็บแบบสูบน้ำและการเก็บอากาศบีบอัด) จะต้องประเมินผลประโยชน์ต่าง ๆ รวมถึง: การหลีกเลี่ยงการลดแรงลม, การหลีกเลี่ยงความแออัดของกริด, การเก็งกำไรราคา และการจัดส่งพลังงานที่ไม่มีคาร์บอน ในการประเมินทางเทคนิคครั้งหนึ่งโดยศูนย์อุตสาหกรรมไฟฟ้า Carnegie Mellon, เป้าหมายทางเศรษฐกิจอาจสามารถทำได้ด้วยแบตเตอรี่ถ้าการจัดเก็บพลังงานสามารถทำได้ในราคาทุนที่ $ 30 ถึง $ 50 ต่อกิโลวัตต์ชั่วโมงของความจุการเก็บ

ในปี 2014, การวิจัยและศูนย์ทดสอบหลายแห่งเปิดให้มีการประเมินเทคโนโลยีและประสิทธิภาพการจัดเก็บพลังงาน ในหมู่พวกเหล่านั้นในประเทศสหรัฐอเมริกาคือห้องปฏิบัติการการทดสอบระบบขั้นสูงที่มหาวิทยาลัยวิสคอนซินเมดิสัน, ในรัฐวิสคอนซิน, ซึ่งร่วมมือกับกลุ่มบริษัทข้ามชาติ (และผู้ผลิตแบตเตอรี่) Johnson Controls ห้องปฏิบัติการได้ถูกสร้างขึ้นเป็นส่วนหนึ่งของสถาบันพลังงานแห่งวิสคอนซินที่เพิ่งเปิดใหม่ของมหาวิทยาลัย เป้าหมายของพวกเขารวมถึงการประเมินแบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้าที่ได้พัฒนาชั้นสูงขึ้นมาใหม่และเป็น next generation รวมถึงการใช้งานของแบตเตอรี่เหล่านั้นเมื่อพวกมันมีการเชื่อมต่อกับกริดไฟฟ้าเพื่อเสริมกับกริดไฟฟ้าในระหว่างที่มีความต้องการไฟฟ้าขึ้นสูงสุด, ตามคำกล่าวของศาสตราจารย์ทอม Jahns

นอกจากนี้ในปี 2014 รัฐนิวยอร์กได้เปิดตัวการทดสอบและศูนย์บริการเชิงพาณิชย์สำหรับแบตเตอรี่และเทคโนโลยีการจัดเก็บพลังงานของนิวยอร์ก (NY-BEST) ที่อีสต์แมน Business Park ในโรเชสเตอร์, รัฐนิวยอร์ก, ค่าใช้จ่ายที่ $ 23 ล้านสำหรับห้องปฏิบัติการของศูนย์ขนาด เกือบ 1,700 m2 ศูนย์, สมาคมร่วมค้าอันหนึ่ง, ยังประกอบด้วยศูนย์ระบบพลังงานในอนาคต ซึ่งเป็นการทำงานร่วมกันระหว่างมหาวิทยาลัยคอร์เนลของอิธาก้า, รัฐนิวยอร์ก กับสถาบันโพลีเทคนิค Rensselaer ในเมืองทรอย, รัฐนิวยอร์ก NY-BEST จะดำเนินการทดสอบ, การตรวจสอบและให้การรับรองอย่างเป็นอิสระในรูปแบบที่หลากหลายของการจัดเก็บพลังงานที่มีวัตถุประสงค์ที่จะไว้ใช้ในเชิงพาณิชย์ ผู้อำนวยการศูนย์กล่าวว่าในปัจจุบันมีชาวนิวยอร์ก 3,000 คนกำลังทำงานอยู่ในอุตสาหกรรมการจัดเก็บพลังงาน, คาดว่าจะเติบโตในที่สุดถึง 40,000 คนเมื่อภาคอุตสาหกรรมเจริญเต็มที่

ในสหราชอาณาจักร ประมาณสิบสี่ภาคอุตสาหกรรมและหน่วยงานภาครัฐร่วมมือกันกับเจ็ดมหาวิทยาลัยของอังกฤษในเดือนพฤษภาคม 2014 เพื่อสร้างศูนย์การเก็บพลังงาน SUPERGEN เพื่อช่วยในการประสานงานการวิจัยและการพัฒนาเทคโนโลยีการจัดเก็บพลังงาน

กลุ่มซีเมนส์เอจีของเยอรมนีเริ่มการทดสอบการใช้งานของระบบสำหรับโรงงานผลิต-วิจัยที่จะเปิดในปี 2015 ที่ Zentrum für Sonnenenergie und Wasserstoff (ZSW ศูนย์พลังงานแสงอาทิตย์และการวิจัยไฮโดรเจนเยอรมันในรัฐ Baden-Württemberg), การทำงานร่วมกันของอุตสาหกรรมกับหลายมหาวิทยาลัยใน Stuttgart, Ulm และ Widderstall, มีพนักงานประมาณ 350 คนเป็นนักวิทยาศาสตร์, นักวิจัย, วิศวกร และช่างเทคนิค โรงงานจะพัฒนาวัสดุที่ใกล้การผลิตและกระบวนการใหม่ (NPMM & P) โดยใช้ระบบการควบคุมกำกับดูแลคอมพิวเตอร์และการได้มาซึ่งข้อมูล (SCADA) เป้าหมายของมันจะช่วยให้การขยายตัวของการผลิตแบตเตอรี่แบบชาร์จไฟได้เพื่อให้มีทั้งคุณภาพที่เพิ่มขึ้นและลดต้นทุนการผลิต

## วิธีการเก็บรักษา
### การจัดเก็บทางเครื่องกล
มวล 1 กิโลกรัม ถูกยกขึ้นสูง 1,000 เมตรจะเก็บพลังงานโน้มถ่วงได้ 9.8 กิโลจูล ซึ่งเทียบเท่ากับมวล 1 กก. เร่งความเร็วถึง 140 เมตร/วินาที เป็นปริมาณของพลังงานเดียวกันที่ต้องใช้ในการเพิ่มอุณหภูมิของน้ำ 1 กิโลกรัมให้มีอุณหภูมิสูงขึ้น 2.34 °C

พลังงานสามารถถูกเก็บไว้ในน้ำที่ถูกสูบให้อยู่ในระดับที่สูงขึ้นโดยใช้วิธีการเก็บรักษาแบบสูบ () และโดยการย้ายของแข็งไปยังสถานที่ที่สูงขึ้นเช่นกัน หลายบริษัท เช่น Energy Cache และ Advanced Rail Energy Storage (ARES) กำลังทำงานเกี่ยวกับเรื่องนี้ วิธีทางกลเชิงพาณิชย์อื่น ๆ รวมถึงการบีบอัดอากาศและการปั่น flywheels ขนาดใหญ่ที่แปลงพลังงานไฟฟ้าเป็นพลังงานจลน์ และค่อยเปลี่ยนกลับมาเป็นไฟฟ้าอีกครั้งเมื่อความต้องการไฟฟ้าขึ้นสู่ยอด

### การจัดเก็บไฟฟ้าพลังน้ำ

thumb|right|สถานีผลิตไฟฟ้าพลังน้ำ Sir Adam Beck ที่น้ำตก Niagara Falls, แคนาดา ซึ่งรวมถึงอ่างเก็บน้ำขนาดใหญ่เป็นระบบการจัดเก็บไฟฟ้าพลังน้ำแบบสูบเพื่อผลิตไฟฟ้าเพิ่มเติม 174 เมกะวัตต์ในช่วงที่มีความต้องการขึ้นสูง

การจัดเก็บไฟฟ้าพลังน้ำแบบสูบทั่วโลกเป็นรูปแบบความจุที่ใหญ่ที่สุดในการจัดเก็บพลังงานกริดที่มีอยู่ และ ณ เดือนมีนาคม 2012, สถาบันวิจัยพลังงานไฟฟ้า (EPRI) รายงานว่า PSH ขึ้นบัญชีไว้มากกว่า 99% ของความจุของที่เก็บขนาดใหญ่ทั่วโลก คิดเป็นประมาณ 127,000 เมกะวัตต์ PSH รายงานประสิทธิภาพการใช้พลังงานแตกต่างกันในทางปฏิบัติระหว่าง 70% ถึง 80% กับบางส่วนที่อ้างว่าสูงถึง 87%

ในช่วงเวลาที่ความต้องการใช้ไฟฟ้าต่ำ, กำลังการผลิตส่วนเกินจะถูกใช้ในการสูบน้ำจากอ่างเก็บน้ำที่อยู่ต่ำกว่าไปยังอ่างเก็บน้ำที่อยู่สูงกว่า เมื่อมีความต้องการสูงขึ้น, น้ำจะถูกปล่อยออกมากลับลงมาสู่อ่างเก็บน้ำ (หรือทางน้ำไหล) ด้านล่างผ่านกังหัน ทำการผลิตกระแสไฟฟ้า ชุดเครื่องกำเนิดไฟฟ้า-กังหันกลับทางได้ () จะทำหน้าที่เป็นทั้งเครื่องสูบน้ำและกังหัน (โดยปกติจะเป็นการออกแบบกังหันของฟรานซิส) การทำงานเกือบทั้งหมดใช้ความแตกต่างของความสูงระหว่างสองร่างกายตามธรรมชาติของน้ำหรืออ่างเก็บน้ำที่ประดิษฐ์ขึ้น โรงงานที่เก็บกักแบบสูบอย่างเดียวจะเพียงแค่ย้ายน้ำจากอ่างเก็บน้ำหนึ่งไปยังอีกอ่างหนึ่งเท่านั้น ในขณะที่วิธีการ "ปั๊มกลับ" เป็นการผสมกันของโรงงานไฟฟ้าพลังน้ำแบบการจัดเก็บแบบสูบและโรงงานแบบธรรมดาที่ใช้กระแสไหลตามธรรมชาติ

### การจัดเก็บพลังงานอากาศแบบอัด

thumb|right|หัวรถจักรที่ใช้อากาศอัดถูกใช้งานภายในเหมืองระหว่างปี 1928 ถึงปี 1961

การจัดเก็บพลังงานอากาศอัด (CAES) เป็นวิธีการที่เก็บพลังงานที่สร้างขึ้นในเวลาหนึ่งสำหรับการใช้งานในอีกเวลาหนึ่งโดยใช้อากาศที่ถูกบีบอัด ในระดับสาธารณูปโภค, พลังงานที่สร้างขึ้นในช่วงระยะเวลาของความต้องการพลังงานต่ำ (off-peak) จะถูกปล่อยออกมาเพื่อตอบสนองในช่วงเวลาที่มีความต้องการสูงขึ้น (peak load) ระบบขนาดเล็กได้ถูกนำมาใช้ในการใช้งานเช่นการขับเคลื่อนหัวรถจักรในเหมือง การใช้งานขนาดใหญ่จะต้องอนุรักษ์พลังงานความร้อนที่เกี่ยวข้องกับการบีบอัดอากาศ, การกระจายความร้อนจะลดประสิทธิภาพการจัดเก็บพลังงาน

เทคโนโลยีสามารถจัดเก็บพลังงานในช่วง off-peak ที่มีต้นทุนต่ในรูปแบบของอากาศอัดในแหล่งเก็บกักใต้พื้นดิน จากนั้น อากาศจะถูกปล่อยออกในช่วงเวลา peak load และโดยการใช้เทคโนโลยี CAES แบบเก่า, ถูกทำให้ร้อนด้วยไอเสียร้อนจากของกังหันการเผาไหม้แบบมาตรฐาน อากาศที่ถูกทำให้ร้อนนี้จะถูกแปลงให้เป็นพลังงานผ่านไปที่กังหันส่วนขยายเพื่อผลิตไฟฟ้าต่อไป โรงงานที่ใช้ CAES ได้อยู่ในการดำเนินงานในเมืองแมคอินทอช, รัฐอลาบามาตั้งแต่ปี 1991 และได้ทำงานประสบความสำเร็จ การนำไปใช้ในงานอื่น ๆ ก็สามารถเป็นไปได้ Walker Architects ได้ตีพิมพ์การใช้งานด้วยแก๊ส CO2 ครั้งแรก, ได้นำเสนอการใช้ CO2 ที่ถูกแยกตัว () สำหรับการเก็บรักษาพลังงาน

การบีบอัดของอากาศสร้างความร้อน; อากาศจะอุ่นขึ้นหลังจากการบีบอัด การขยายตัวต้องใช้ความร้อน ถ้าไม่มีความร้อนส่วนเกินที่เพิ่มเข้าไป, อากาศจะเย็นงมากหลังจากที่ขยายตัว ถ้าความร้อนที่ถูกสร้างขึ้นในระหว่างการบีบอัดสามารถถูกจัดเก็บไว้ได้และถูกใช้ในระหว่างการขยายตัว, ประสิทธิภาพในการจัดเก็บจะดีขึ้นอย่างมาก มีสามวิธีที่ระบบ CAES สามารถจัดการกับความร้อน การจัดเก็บอากาศสามารถเป็นแบบ adiabatic, diabatic หรือ isothermal หลายบริษัทยังได้ทำงานออกแบบสำหรับยานพาหนะโดยใช้พลังงานอากาศอัด

#### การจัดเก็บพลังงานแบบล้อตุนกำลัง
thumb|right|ส่วนประกอบหลักของล้อตุนกำลังแบบหนึ่ง

การจัดเก็บพลังงานแบบล้อตุนกำลัง (FES) ทำงานโดยการเร่งความเร็วโรเตอร์ (flywheel) ให้มีความเร็วที่สูงมากและรักษาระดับพลังงานในระบบที่เรียกว่าพลังงานการหมุน () ด้วยการสูญเสียแรงเสียดทานน้อยที่สุดเท่าที่เป็นไปได้ เมื่อพลังงานถูกสกัดออกจากระบบ, ความเร็วในการหมุนของล้อตุนกำลังจะลดลงโดยเป็นผลมาจากหลักการของการอนุรักษ์พลังงาน; การเพิ่มพลังงานให้กับระบบส่งผลตามการเพิ่มความเร็วของล้อตุนกำลัง

ระบบ FES ส่วนใหญ่ใช้ไฟฟ้าเพื่อเร่งและการชะลอความเร็วล้อตุนกำลัง, แต่อุปกรณ์ที่ใช้พลังงานกลโดยตรงกำลังถูกพัฒนาขึ้น

ระบบ FES ขั้นสูงมีโรเตอร์ที่ทำจากวัสดุผสมคาร์บอนไฟเบอร์ที่มีความแข็งแรงสูง, แขวนไว้โดยแบริ่งแม่เหล็ก และหมุนด้วยความเร็วตั้งแต่ 20,000 ถึง 50,000 รอบต่อนาทีในภาชนะสูญญากาศ flywheels ดังกล่าวสามารถทำความเร็วได้ในไม่กี่นาที - ถึงกำลังการผลิตพลังงานของพวกมันได้รวดเร็วมากกว่าบางรูปแบบอื่น ๆ ของการจัดเก็บ ระบบแบบหนึ่งประกอบด้วยโรเตอร์หนึ่งตัวแขวนโดยแบริ่งอยู่ภายในห้องสูญญากาศเพื่อลดแรงเสียดทาน, เชื่อมต่อกับชุดมอเตอร์ไฟฟ้าและเครื่องกำเนิดไฟฟ้า

เมื่อเทียบกับวิธีอื่น ๆ ในการจัดเก็บไฟฟ้า, ระบบ FES มีอายุการใช้งานนาน (นานหลายทศวรรษด้วยการบำรุงรักษาที่น้อยหรือไม่มีเลย; อายุการใช้งานเต็มวงจรถูกอ้างว่า flywheels จะมีตั้งแต่เกิน 105 ถึง 107 รอบการใช้งาน) ความหนาแน่นของพลังงานสูง (100-130 วัตต์·h/กก. หรือ 360-500 กิโลจูล/กิโลกรัม) และกำลังไฟฟ้าส่งออกสูงสุดขนาดใหญ่

#### การจัดเก็บพลังงานศักย์แรงโน้มถ่วง
แนวคิดใหม่กว่าที่เรียกว่าการจัดเก็บพลังงานศักย์หรือระบบการจัดเก็บพลังงานแรงโน้มถ่วง, ได้สร้างข้อเสนอบางอย่าง, อย่างน้อยหนึ่งในนั้นอยู่ภายใต้การพัฒนาที่ทำจริงจังในปี 2013 ในรัฐเนวาดาของสหรัฐในการร่วมมือกับผู้ประกอบการระบบอิสระแห่งแคลิฟอร์เนีย ในการนี้ การจัดเก็บไฟฟ้าพลังน้ำแบบสูบเป็นรูปแบบหนึ่งของการจัดเก็บพลังงานศักย์ที่จะใช้น้ำ, รูปแบบที่ใหม่กว่ามีการคาดการณ์ถึงการเคลื่อนไหวของมวลที่แข็ง (เช่น hopper rail cars หรือโบกี้ขนแร่หรือพืชผลหรือดินธรรมดาขับเคลื่อนด้วยหัวรถจักรไฟฟ้า) จากที่ต่ำขึ้นสู่ที่สูง จากนั้นมวลดินจะถูกเก็บไว้ที่นั่นที่ระดับความสูงที่สูงกว่าโดยไม่มีการสูญเสียประสิทธิภาพจนกระทั่งมีความต้องการใช้ไฟฟ้าที่จะต้องส่งกลับเข้าไปในกริด, ณ จุดนั้นมวลดินเหล่านั้นจะถูกส่งกลับไปยังตำแหน่งการจัดเก็บในระดับความสูงเดิมของพวกมันเพื่อผลิตกระแสไฟฟ้าในระหว่างเคลื่อนที่ลงมาด้านล่าง

ข้อดีของระบบดังกล่าว, ที่เรียกว่าการเก็บพลังงานจากรางขั้นสูง (), ได้แก่การจัดเก็บไม่มีกำหนดของพลังงานศักย์โดยไม่มีการสูญเสียประสิทธิภาพตามช่วงเวลา (แรงโน้มถ่วงไม่ลดขนาด), ค่าใช้จ่ายของวัสดุที่บรรทุกในโบกี้มีค่าต่ำเมื่อมีการใช้ดินหรือหิน, ไม่ได้ใช้แหล่งน้ำในพื้นที่ที่น้ำเป็นสิ่งที่หายาก, บวกกับ, เนื่องจากไม่ได้ใช้น้ำในโครงการนี้, ประสิทธิภาพจึงไม่สูญเสียไปเนื่องจากการระเหยในวันที่ร้อน, หนึ่งในประเด็นของประสิทธิภาพหลายอย่างที่พบกับการจัดเก็บแบบอ่างเก็บน้ำแบบลูกสูบส่วนใหญ่ ณ ปี 2014 ARES ได้เริ่มต้นการวางแผนเบื้องแรกในโครงการเชิงพาณิชย์ในเนวาดาใกล้ชายแดนรัฐแคลิฟอร์เนีย ร่วมกับ Valley Electric Association Inc.

### การจัดเก็บอุณหภูมิ

thumb|right|หอการสะสมอุณหภูมิประจำเขตจาก Theiss ใกล้เมือง Krems an der Donau ในออสเตรียด้านใต้ที่มีความจุความร้อน 2 กิกะวัตต์ชั่วโมง

การจัดเก็บอุณหภูมิเป็นที่เก็บความร้อนชั่วคราวและปล่อยออกเพื่อใช้ในภายหลัง ตัวอย่างหนึ่งของการเก็บอุณหภูมิคือการเก็บรักษาพลังงานความร้อนจากแสงอาทิตย์ในช่วงกลางวันเพื่อที่จะใช้ในเวลาต่อมาเพื่อให้ความร้อนในเวลากลางคืน ในด้าน HVAC/R (heating, ventilating, and air conditioning/Refrigeration) ชนิดของโปรแกรมนี้ใช้เก็บอุณหภูมิเพื่อให้ความร้อนซึ่งเป็นเรื่องธรรมดาน้อยกว่าการใช้เก็บอุณหภูมิเพื่อให้ความเย็น ตัวอย่างหนึ่งของการจัดเก็บของ "เย็น" และปล่อยออกเพื่อใช้ในภายหลังคือน้ำแข็งที่ทำในช่วงเวลากลางคืนสำหรับการใช้งานในช่วงเวลากลางวันที่ร้อน การเก็บรักษาน้ำแข็งนี้จะถูกทำขึ้นเมื่ออัตราค่าสาธารณูปโภคไฟฟ้ามีราคาถูกกว่า วิธีการนี้มักจะถูกเรียกว่าการให้ความเย็นช่วง "off-peak"

เมื่อถูกนำมาใช้ในโปรแกรมที่เหมาะสมด้วยการออกแบบที่เหมาะสม, ระบบให้ความเย็นช่วง off-peak สามารถลดค่าใช้จ่ายด้านพลังงานได้ Green Building Council ของสหรัฐอเมริกาได้มีการพัฒนาโปรแกรม ความเป็นผู้นำในการออกแบบพลังงานและสิ่งแวดล้อม () เพื่อส่งเสริมการออกแบบอาคารประสิทธิภาพสูงที่จะช่วยปกป้องสภาพแวดล้อมของเรา ระดับที่เพิ่มขึ้นของประสิทธิภาพการใช้พลังงานโดยการใช้ระบบให้ความเย็นช่วง off-peak อาจมีคุณสมบัติของสินเชื่อถ้ามีใบรับรองจาก LEED

ข้อดีของการเก็บอุณหภูมิคือ:
* อัตราค่าไฟฟ้าในเชิงพาณิชย์จะต่ำกว่าในเวลากลางคืน
* มันใช้พลังงานน้อยกว่าในการทำให้น้ำแข็งในเวลากลางคืนเพราะอุณหภูมิจะเย็นกว่า จะประหยัดพลังงานจากโรงไฟฟ้าได้มากกว่า
* ระบบที่มีขนาดเล็กกว่า, ค่าใช้จ่ายน้อยกว่าสามารถทำงานของระบบขนาดใหญ่โดยใช้เวลาหลายชั่วโมงมากขึ้น

### เครื่องปรับอากาศเก็บน้ำแข็ง

เครื่องปรับอากาศที่อยู่บนพื้นฐานของการเก็บน้ำแข็งสำหรับการจัดเก็บพลังงานอุณหภูมิได้กลายเป็นเทคโนโลยีเชิงพาณิชย์ที่ได้รับการยอมรับในศตวรรษที่ 21 สิ่งนี้ทำได้จริงในทางปฏิบัติเพราะความร้อนขนาดใหญ่ที่เกิดจากการละลายของน้ำ: การละลายของน้ำแข็งหนึ่งเมตริกตัน (ประมาณหนึ่งลูกบาศก์เมตร) สามารถจับพลังงานอุณหภูมิได้ 334 megajoules (MJ) (317,000 BTU)

การเปลี่ยนระบบปรับอากาศที่มีอยู่ไปใช้เครื่องปรับอากาศแบบการจัดเก็บน้ำแข็งจะเป็นวิธีการจัดเก็บพลังงานที่มีประสิทธิภาพด้านค่าใช้จ่ายวิธีหนึ่ง, หรือการใช้พลังงานลมส่วนเกินและแหล่งพลังงานที่ไม่แน่นอนอื่น ๆ เพื่อเก็บอากาศที่หนาวเหน็บไว้ใช้งานในเวลาต่อมา, อาจจะเป็นเวลาเดือนหลังจากนั้น รูปแบบที่ใช้กันอย่างแพร่หลายของเทคโนโลยีนี้สามารถพบได้ในเครื่องปรับอากาศระบบน้ำแช่แข็ง () ในอาคารขนาดใหญ่ในสถาบันการศึกษา ระบบปรับอากาศ, โดยเฉพาะอย่างยิ่งในอาคารพาณิชย์, เป็นผู้บริโภคไฟฟ้าที่ใหญ่ที่สุดที่สามารถเห็นได้ในวันที่มีอากาศร้อนในประเทศต่าง ๆ ในโปรแกรมนี้, ตัวทำความเย็นจัด () มาตรฐานจะทำงานในเวลากลางคืนเพื่อผลิตกองน้ำแข็ง จากนั้น น้ำก็จะไหลเวียนผ่านกองน้ำแข็งนี้ในช่วงเวลากลางวันเพื่อผลิตน้ำเย็นจัดที่ปกติจะเป็นเอาต์พุตของ chiller ในเวลากลางวัน

ระบบจัดเก็บบางส่วนช่วยลดการลงทุนโดยให้ชิลเลอร์ทำงานเกือบตลอด 24 ชั่วโมงต่อวัน ในเวลากลางคืน, พวกมันผลิตน้ำแข็งเก็บเอาไว้และในช่วงเวลากลางวันพวกมันทำให้น้ำเย็นจัดสำหรับระบบเครื่องปรับอากาศ น้ำที่ไหลเวียนำผ่านน้ำแข็งที่กำลังละลายจะช่วยเสริม การผลิตความเย็น ระบบดังกล่าวมักจะทำงานในโหมดการทำน้ำแข็ง 16-18 ชั่วโมงต่อวันและในโหมดน้ำแข็งละลายหกชั่วโมงต่อวัน ใช้จ่ายด้านทุนจะลดลงเพราะชิลเลอร์สามารถมีขนาดเพียง 40-50% ของขนาดที่จำเป็นสำหรับการออกแบบทั่วไป การเก็บน้ำแข็งก็มักจะเพียงพอสำหรับการปล่อยความร้อนเพียงครึ่งวัน

ระบบจัดเก็บเต็มรูปแบบจะช่วยลดค่าใช้จ่ายของพลังงานที่ดำเนินการระบบนั้นโดยการปิดชิลเลอร์โดยสิ้นเชิงในช่วงเวลาโหลดสูงสุด ต้นทุนจะสูงกว่า เพราะระบบดังกล่าวต้องใช้ชิลเลอร์ค่อนข้างใหญ่กว่าชิลเลอร์จากระบบจัดเก็บบางส่วนและจากระบบการจัดเก็บน้ำแข็งขนาดใหญ่

### ไฟฟ้าเคมี
thumb|right|แถวของแบตเตอรี่แบบชาร์จไฟได้ที่ใช้เป็นแหล่งจ่ายไฟสำรองในศูนย์ข้อมูล

#### แบตเตอรี่แบบชาร์จไฟได้

แบตเตอรี่แบบชาร์จไฟได้ หรือเรียกว่า storage battery หรือ accumulator เป็นแบตเตอรี่ไฟฟ้าชนิดหนึ่ง มันประกอบด้วยเซลล์ไฟฟ้าเคมีหนึ่งชุดหรือมากกว่า และเป็นต้วสะสมพลังงานประเภทหนึ่ง มันเป็นที่รู้จักกันในนาม 'เซลล์รอง' เพราะปฏิกิริยาไฟฟ้าเคมีของมันเป็นแบบไฟฟ้าย้อนกลับ แบตเตอรี่ที่ชาร์จไฟได้มาในรูปทรงและขนาดที่แตกต่างกัน, ตั้งแต่เซลล์ขนาดกระดุมจนถึงระบบเมกะวัตต์ที่เชื่อมต่อเพื่อรักษาเสถียรภาพของเครือข่ายการกระจายไฟฟ้า ส่วนผสมของสารเคมีที่แตกต่างกันหลายอย่างถูกนำมาใช้โดยทั่วไป ได้แก่ ตะกั่ว-กรด, นิกเกิลแคดเมียม (NiCd), นิกเกิลเมททัลไฮไดรด์ (NiMH), ลิเธียมไอออน (Li-ion), และพอลิเมอลิเธียมไอออน (Li-ion polymer)

แบตเตอรี่แบบชาร์จไฟได้มีค่าใช้จ่ายการใช้ทั้งหมดและผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมต่ำกว่าแบตเตอรี่ที่ใช้แล้วทิ้ง แบตเตอรี่แบบชาร์จไฟได้บางประเภทมีขนาดเดียวกันกับประเภทใช้แล้วทิ้ง แบตเตอรี่แบบชาร์จไฟได้มีค่าใช้จ่ายเริ่มต้นสูงกว่า แต่สามารถชาร์จใหม่ด้วยราคามากและใช้ได้หลายครั้ง

สารเคมีในแบตเตอรี่แบบชาร์จไฟได้ที่พบบ่อย ได้แก่

* แบตเตอรี่ Lead-acid: แบตเตอรี่แบบตะกั่ว-กรดยังคงถือส่วนแบ่งการตลาดที่ใหญ่ที่สุดสำหรับผลิตภัณฑ์จัดเก็บไฟฟ้าทั้งหมดในวันนี้ เซลล์ตะกั่ว-กรดตัวเดียวผลิตประมาณ 2V เมื่อชาร์จเต็ม ในสถานะที่ชาร์จเต็ม ขั้วไฟฟ้าลบโลหะตะกั่วและขั้วไฟฟ้าบวกตะกั่วซัลเฟตจะถูกแช่อยู่ในอิเล็กโทรไลท์กำมะถัน (H2SO4) เจือจาง ในกระบวนการปล่อยกระแส อิเล็กตรอนจะผลักออกจากเซลล์เมื่อตะกั่วซัลเฟตขึ้นรูปแบบที่ขั้วลบในขณะที่อิเล็กโทรไลท์จะลดลงเป็นน้ำ
* แบตเตอรี่นิกเกิลแคดเมียม (NiCd) : ใช้นิกเกิลออกไซด์ไฮดรอกไซและโลหะแคดเมียมเป็นเป็นขั้วไฟฟ้า แคดเมียมเป็นองค์ประกอบที่เป็นพิษ และเป็นสิ่งต้องห้ามสำหรับการใช้งานส่วนใหญ่จากสหภาพยุโรปในปี 2004 แบตเตอรี่นิกเกิลแคดเมียมได้รับการแทนที่เกือบสมบูรณ์โดยนิกเกิลเมททัลไฮไดรด์ (NiMH)
* แบตเตอรี่นิกเกิลเมททัลไฮไดรด์ (NiMH) : ประเภทเชิงพาณิชย์ครั้งแรกมีในปี 1989 ตอนนี้พวกมันเป็นประเภทผู้บริโภคทั่วไปและประเภทอุตสาหกรรม แบตเตอรี่มีขั้วลบเป็นโลหะผสมดูดซับไฮโดรเจนแทนแคดเมียม
* แบตเตอรี่ลิเธียมไอออน: เทคโนโลยีที่อยู่เบื้องหลังแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนยังไม่ได้ถึงจุดที่เติบโตเต็มที่ อย่างไรก็ตามแบตเตอรี่เป็นชนิดของทางเลือกในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์จำนวนมากและมีอัตราส่วนพลังงานต่อมวลที่ดีที่สุดชนิดหนึ่งและมีการสูญเสียประจุช้ามากเมื่อไม่ใช้งาน
* แบตเตอรี่ลิเธียมไอออน: แบตเตอรี่เหล่านี้มีน้ำหนักเบาและสามารถทำให้มีรูปทรงตามที่ต้องการ

##### แบตเตอรี่ไหล

แบตเตอรี่ไหลเป็นชนิดของแบตเตอรี่แบบชาร์จไฟได้ที่ความสามารถในการชาร์จไฟเกิดขึ้นจากสององค์ประกอบทางเคมีที่ละลายในของเหลวที่อยู่ภายในระบบและคั่นด้วยเมมเบรน การแลกเปลี่ยนไอออน (ทำให้เกิดการไหลของกระแสไฟฟ้า) เกิดขึ้นผ่านเมมเบรนในขณะที่ของเหลวทั้งสองหมุนเวียนในพื้นที่ของตนเองตามลำดับ แรงดันไฟฟ้าของเซลล์จะถูกกำหนดทางเคมีโดยสมการของ Nernst และมีช่วงการใช้งานจริงตั้งแต่ 1.0-2.2 โวลต์

แบตเตอรี่ไหลมีความคล้ายคลึงด้านเทคนิคกับทั้งเซลล์เชื้อเพลิงและเซลล์สะสมไฟฟ้าเคมี (ความสามารถในการเปลี่ยนกลับทางด้านเคมีไฟฟ้า) ในขณะที่มันมีข้อได้เปรียบทางเทคนิคเช่นถังของเหลวที่อาจแยกได้และอายุยืนยาวเกือบไม่จำกัดเหนือกว่าแบตเตอรีแบบชาร์จไฟได้ธรรมดาส่วนใหญ่, การใช้งานในปัจจุบันเมื่อเปรียบเทียบกันแล้วมีประสิทธิภาพน้อยกว่าและต้องใช้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ซับซ้อนมากกว่า ชนิดใหม่กว่าของแบตเตอรี่ไหลกำลังมีการพัฒนาเพื่อให้สามารถจัดเก็บพลังงานจำนวนมากได้, เนื่องจากการเพิ่มกำลังการผลิตพลังงานโดยรวมของระบบ (มีค่าเป็น MWh) โดยทั่วไปต้องใช้เพียงการเพิ่มขึ้นของขนาดของอ่างเก็บสารเคมีที่เป็นของเหลวเท่านั้น

#### [[ตัวเก็บประจุยิ่งยวด]]

thumb|หนึ่งของกลุ่มรถโดยสารที่เรียกว่า electric capabuses ที่ขับเคลื่อนโดยตัวเก็บประจุยิ่งยวด, ที่สถานีชาร์จอย่างรวดเร็ว, ให้บริการในช่วง Expo 2010 ในเซี่ยงไฮ้, ประเทศจีน รางชาร์จสามารถมองเห็นที่แขวนอยู่เหนือรถบัส

ตัวเก็บประจุยิ่งยวด หรือที่เรียกว่าตัวเก็บประจุไฟฟ้าสองชั้น () หรือ Ultracapacitors เป็นคำทั่วไปสำหรับครอบครัวของตัวเก็บประจุไฟฟ้าที่ใช้เคมีไฟฟ้า ตัวเก็บประจุยิ่งยวดไม่ได้มีสาร dielectric ที่เป็นของแข็งธรรมดา ค่าความจุของตัวเก็บประจุไฟฟ้าที่ใช้เคมีไฟฟ้าจะถูกกำหนดโดยสองหลักการจัดเก็บ ซึ่งทั้งสองมีส่วนร่วมแบบแยกกันไม่ออกสำหรับค่าความจุทั้งหมด

ตัวเก็บประจุยิ่งยวดลดช่องว่างระหว่างตัวเก็บประจุแบบธรรมดาและแบตเตอรี่แบบชาร์จไฟได้ พวกมันเก็บพลังงานส่วนใหญ่ต่อหน่วยปริมาตรหรือมวล (ความหนาแน่นพลังงาน) ท่ามกลางตัวเก็บประจุอื่น ๆ พวกมันรองรับได้ถึง 10,000 Farads/1.2 โวลต์, สูงถึง 10,000 เท่าของตัวเก็บประจุแบบ electrolytic แต่ส่งมอบกำลังงานหรือรับเข้าน้อยกว่าครึ่งหนึ่งของกำลังงานต่อหน่วยเวลา (ความหนาแน่นของกำลังงาน)

ในทางตรงกันข้าม ในขณะที่ตัวเก็บประจุยิ่งยวดมีความหนาแน่นพลังงานประมาณ 10% ของแบตเตอรี่ทั่วไป, ความหนาแน่นของกำลังงานของพวกมันโดยทั่วไปใหญ่กว่า 10-100 เท่า นี่ส่งผลให้เวลาการชาร์จ/ดีสชาร์จสั้นกว่าแบตเตอรี่มาก ๆ นอกจากนี้พวกมันยังอดทนต่อจำนวนการชาร์จ/ดีสชาร์จได้มากกว่าแบตเตอรี่หลายเท่า

ตัวเก็บประจุยิ่งยวดสนับสนุนการใช้งานที่หลากหลาย รวมถึง

* จ่ายกระแสที่ต่ำให้กับการสำรองข้อมูลในหน่วยความจำแบบ static random-access memory (SRAM)
* ให้พลังงานสำหรับรถยนต์, รถโดยสาร, รถไฟ, รถเครนและลิฟท์ รวมถึงการกู้คืนพลังงานจากการเบรก, การจัดเก็บพลังงานระยะสั้นและการส่งพลังงานแบบ burst-mode

#### UltraBattery

UltraBattery คือเซลล์ตะกั่ว-กรดแบบไฮบริดและ ultracapacitor ที่ใช้คาร์บอน (หรือตัวเก็บประจุยิ่งยวด) คิดค้นโดยหน่วยงานวิจัยแห่งชาติของออสเตรเลีย, องค์การวิจัยวิทยาศาสตร์และอุตสาหกรรมเครือจักรภพ (CSIRO) เซลล์ตะกั่ว-กรดและ ultracapacitor ใช้อิเล็กโทรไลท์กรดกำมะถันร่วกันและทั้งสองอย่างจะถูกบรรจุลงในเซลล์กายภาพเดียวกัน UltraBattery สามารถถูกผลิตให้มีลักษณะทางกายภาพและทางไฟฟ้าคล้ายกับแบตเตอรี่ตะกั่ว-กรดแบบเดิมทำให้สามารถใช้แทนแบตเตอรี่แบบตะกั่ว-กรดที่ใช้งานอยู่จำนวนมากได้อย่างมีประสิทธิภาพด้านค่าใช้จ่าย () ด้วยเทคโนโลยีของ UltraBattery

ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างแบตเตอรี่ตะกั่ว-กรดธรรมดากับเทคโนโลยี UltraBattery ก็คือ UltraBattery ทำงานเหมือน ultracapacitor เมื่อจำเป็นและเหมือนเซลล์ตะกั่ว-กรดในเวลาอื่น, หมายความว่ามันสามารถทำงานได้ในช่วงกว้างมากของการใช้งาน, วงจรการใช้งานอย่างต่อเนื่องและการชาร์จ/ดีสชาร์จอย่างรวดเร็วเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการใช้งานเช่นการปรับให้เรียบของพลังงานทดแทน, การทำให้ระบบกริดมั่นคง, ยานพาหนะไฟฟ้าและไฮบริดไฟฟ้าสามารถมีผลที่เป็นอันตรายเนื่องจากแบตเตอรี่เคมี แต่จะได้รับการจัดการอย่างดีจากคุณภาพของ ultracapacitive ของเทคโนโลยี UltraBattery

UltraBattery จะยอมอดทนต่อระดับการชาร์จและดีสชาร์จที่สูงและจำนวนรอบการใช้งานที่สูงมากตลอดช่วงชีวิตของมัน ซึ่งเหนือกว่าเซลล์ตะกั่ว-กรดที่มีมาก่อนมาก ในการทดสอบรถไฟฟ้าไฮบริด, มีการใช้งานนับล้านวงรอบ UltraBattery ยังมีความอดทนอย่างสูงใจต่อผลกระทบจากเกลือของกรดกำมะถัน () เมื่อเทียบกับเซลล์ตะกั่ว-กรดแบบดั้งเดิม นี่หมายความว่ามันสามารถทำงานได้อย่างต่อเนื่องในสภาวะของการชาร์จบางส่วนในขณะที่แบตเตอรี่ตะกั่ว-กรดแบบดั้งเดิมโดยทั่วไปจะถูกชะลอไว้ที่การชาร์จจนเต็มระหว่างการดืสชาร์จ ปกติมันจะไม่มีประสิทธิภาพทางไฟฟ้าในการชาร์จแบตเตอรี่ตะกั่ว-กรดจนเต็มอย่างนั้นโดยการลดเวลาในภูมิภาคด้านบนของการชาร์จ UltraBattery บรรลุประสิทธิภาพสูงปกติระหว่าง 85-95% DC-DC

เทคโนโลยีได้รับการติดตั้งในประเทศออสเตรเลียและสหรัฐอเมริกาในระดับเมกะวัตต์เพื่อใช้ในการควบคุมความถี่และการทำพลังงานหมุนเวียนให้เรียบ

### สารเคมีอื่น ๆ
#### ไฮโดรเจน

thumb|right|แผนภูมิภาพวาดระยะเวลาและความสามารถในการใช้พลังงานของเทคโนโลยีการจัดเก็บพลังงานแบบต่าง ๆ รวมทั้ง power to gas (ที่ด้านขวาบน)

ไฮโดรเจนได้กำลังถูกพัฒนาเช่นกันให้เป็นตัวกลางในการจัดเก็บพลังงานไฟฟ้า ไฮโดรเจนไม่ได้เป็นแหล่งพลังงานหลัก แต่เป็นวิธีการจัดเก็บพลังงานแบบพกพาแบบหนึ่ง เพราะตอนแรกมันจะต้องถูกผลิตโดยแหล่งพลังงานอื่น ๆ เพื่อที่จะนำมาใช้ อย่างไรก็ตาม ในฐานะที่เป็นตัวกลางในการจัดเก็บ มันก็อาจจะเป็นปัจจัยสำคัญในการใช้พลังงานทดแทน ดูการเก็บรักษาไฮโดรเจน

ด้วยพลังงานหมุนเวียนที่มาเป็นระยะ ๆ เช่นพลังงานแสงอาทิตย์และพลังงานลม, ผลผลิตอาจถูกป้อนโดยตรงให้กับกริดไฟฟ้า ที่ความต้องการใช้งานของกริดต่ำกว่า 20%, ปริมาณขนาดนี้ไม่ได้เปลี่ยนเศรษฐศาสตร์อย่างรุนแรง; แต่ต้องเกินกว่าประมาณ 20% ของความต้องการทั้งหมด, การจัดเก็บภายนอกจึงมีความสำคัญ ถ้าแหล่งพลังงานเหล่านี้ถูกนำไปใช้สำหรับการผลิตไฟฟ้าเพื่อที่จะผลิตไฮโดรเจนแล้ว, พวกมันก็สามารถนำไปใช้ประโยชน์ได้อย่างเต็มที่เมื่อใดก็ตามที่มันพร้อมใช้งาน, ถ้ามองในแง่โอกาส พูดกว้าง ๆ, มันไม่สำคัญที่พวกมันจะเข้ามาหรือออกไปเมื่อไร, ไฮโดรเจนจะถูกเก็บไว้อย่างเรียบง่ายและถูกใช้ตามความจำเป็น ชุมชนหนึ่งได้วางโครงการนำร่องโดยใช้กังหันลมและเครื่องกำเนิดไฟฟ้าไฮโดรเจนได้ถูกดำเนินการจากปี 2007 เป็นเวลาห้าปีในชุมชนที่ห่างไกลของ Ramea, Newfoundland and Labrador โครงการที่คล้ายกันได้ดำเนินการมาตั้งแต่ปี 2004 ที่ Utsira, เทศบาลเล็ก ๆ บนเกาะที่นอร์เวย์

การสูญเสียพลังงานเกี่ยวข้องในวงรอบการจัดเก็บไฮโดรเจนของการผลิตไฮโดรเจนสำหรับการใช้งานกับยานพาหนะด้วย electrolysis ของน้ำ, การเปลี่ยนให้เป็นของเหลวหรือการบีบอัด, และการแปลงกลับไปเป็นไฟฟ้า และวงรอบการจัดเก็บไฮโดรเจนของการผลิตไฮโดรเจนสำหรับการประยุกต์ใช้เซลล์เชื้อเพลิงที่อยู่กับที่ () เหมือน Micro combined heat and power (MicroCHP) ที่ 93 % ด้วย biohydrogen หรือการผลิตไฮโดรเจนทางชีวภาพ (ด้วยสาหร่าย) และการแปลงให้เป็นกระแสไฟฟ้า

ประมาณ 50 กิโลวัตต์·h (180 MJ) ของพลังงานแสงอาทิตย์เป็นสิ่งจำเป็นในการผลิตหนึ่งกิโลกรัมของไฮโดรเจน ดังนั้นต้นทุนของไฟฟ้าชัดเจนว่าเป็นสิ่งสำคัญยิ่ง แม้ว่าสำหรับการใช้ไฮโดรเจนเป็นอย่างอื่นนอกเหนือจากการจัดเก็บเพื่อการผลิตไฟฟ้า ที่ $ 0.03/kWh, อัตราสายไฟฟ้าแรงสูงทั่วไปช่วง off-peak ในประเทศสหรัฐอเมริกา, นี่หมายถึงไฮโดรเจนมีค่าใช้จ่าย $ 1.50/กิโลกรัมสำหรับการผลิตไฟฟ้า, เทียบเท่ากับ $ 1.50/แกลลอนสำหรับน้ำมันเบนซินถ้าถูกใช้ในเซลล์เชื้อเพลิงยานพาหนะ ค่าใช้จ่ายอื่น ๆ จะรวมถึงโรงงาน electrolyzer, เครื่องอัดไฮโดรเจนหรือเครื่องเปลี่ยนให้เป็นของเหลว, การจัดเก็บและการขนส่ง ซึ่งจะมีความสำคัญ

##### การจัดเก็บไฮโดรเจนใต้ดิน
การจัดเก็บไฮโดรเจนใต้ดินคือการจัดเก็บไฮโดรเจนในถ้ำใต้ดิน, โดมเกลือและบ่อน้ำมันและก๊าซที่แห้งแล้ว ไฮโดรเจนในรูปของแก๊สปริมาณขนาดใหญ่ถูกจัดเก็บไว้ในถ้ำใต้ดินโดย Imperial Chemical Industries (ICI) เป็นเวลาหลายปีโดยไม่มีความยุ่งยากใด ๆ  โครงการยุโรป Hyunder ระบุในปี 2013 ว่าสำหรับการจัดเก็บพลังงานลมและพลังงานแสงอาทิตย์, ถ้ำเพิ่มเติมจำนวน 85 ถ้ำจะต้องใช้เพราะมันไม่สามารถแทนที่โดยการจัดเก็บไฟฟ้าพลังน้ำโดยวิธีสูบ (PHES) และระบบการจัดเก็บอากาศอัด (CAES)

#### พลังงานให้เป็นแก๊ส

Power to gas เป็นเทคโนโลยีที่แปลงพลังงานไฟฟ้าที่ใช้เชื้อเพลิงแก๊ส มีสามวิธีที่ใช้กันอยู่ในปัจจุบัน; ทั้งหมดใช้ไฟฟ้าแยกน้ำให้เป็นไฮโดรเจนและออกซิเจนโดยวิธีการอิเล็กโทรไลซิส

ในวิธีการแรก, ไฮโดรเจนที่ได้จะถูกฉีดเข้าไปในกริดก๊าซธรรมชาติหรือถูกนำไปใช้ในการขนส่งหรืออุตสาหกรรม วิธีที่สองคือการรวมไฮโดรเจนกับแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์และแปลงสองก๊าซให้เป็นมีเทน (ดูก๊าซธรรมชาติ) โดยใช้ปฏิกิริยา methanation เช่น ปฏิกิริยา Sabatier หรือ methanation ทางชีวภาพทำให้เกิดการสูญเสียการแปลงพลังงานส่วนเกินที่ 8% จากนั้น แก๊สมีเทนอาจจะถูกป้อนให้กับกริดของก๊าซธรรมชาติ วิธีที่สามใช้ก๊าซที่ได้จากเครื่องผลิตก๊าซไม้ () หรือโรงงานก๊าซชีวภาพ หลังจาก ที่ตัวเพิ่มสมรรถนะของก๊าซชีวภาพถูกผสมเข้ากับไฮโดรเจนที่ผลิตจาก Electrolyzer, เพื่อยกระดับคุณภาพของก๊าซชีวภาพ

จากนั้น พลังงานส่วนเกินหรือพลังงานช่วง off–peak ที่สร้างโดยกังหันลมหรือแผงเซลล์แสงอาทิตย์จะสามารถนำไปใช้สำหรับสร้างความสมดุลของโหลดในกริดพลังงาน การใช้ระบบก๊าซธรรมชาติที่มีอยู่สำหรับไฮโดรเจน, ผู้ผลิตเซลล์เชื้อเพลิง เช่น Hydrogenics และผู้จัดจำหน่ายก๊าซธรรมชาติ เช่น Enbridge ได้ร่วมมือกันในการพัฒนาระบบ power to gas ดังกล่าวในแคนาดา

ไฮโดรเจนสามารถเก็บไว้ในเครือข่ายท่อส่งก๊าซธรรมชาติ ก่อนที่จะเปลี่ยนไปใช้ก๊าซธรรมชาติ, เครือข่ายก๊าซของเยอรมันได้ดำเนินการโดยใช้ towngas ซึ่งส่วนใหญ่ประกอบด้วยไฮโดรเจน ความจุในการจัดเก็บของเครือข่ายก๊าซธรรมชาติเยอรมัน ซึ่งก็ประกอบด้วยถ้ำที่มนุษย์สร้างขึ้นมากมาย (ถ้ำเทียมที่สร้างโดยการทำเหมืองแร่), มีมากกว่า 200,000 GW·ชั่วโมง, ซึ่งเพียงพอสำหรับความต้องการพลังงานหลายเดือน จากการเปรียบเทียบ, ความสามารถของโรงเก็บพลังงานแบบสูบทั้งหมดของมีเพียงประมาณ 40 GW·ชั่วโมงเท่านั้น การขนส่งพลังงานผ่านทางเครือข่ายก๊าซจะสูญเสียน้อยมาก (4 แก๊สมีเทนสามารถผลิตได้จากพลังงานไฟฟ้าโดยการใช้เทคโนโลยี power to gas แก๊สมีเทนจะถูกเก็บไว้ง่ายกว่าไฮโดรเจนและการขนส่ง, การจัดเก็บและโครงสร้างพื้นฐานการเผาไหม้ (ท่อส่ง, gasometers, โรงไฟฟ้า) มีความมั่นคงแล้ว

ก๊าซธรรมชาติสังเคราะห์ (SNG) จะถูกสร้างขึ้นในกระบวนการหลายขั้นตอน เริ่มต้นเมื่อไฮโดรเจนและออกซิเจนถูกผลิตขึ้นระหว่างอิเล็กโทรไลซิสของน้ำ ไฮโดรเจนก็จะทำปฏิกิริยากับแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ในกระบวนการ Sabatier, ผลิตแก๊สมีเทนและน้ำ แก๊สมีเทนสามารถถูกจัดเก็บและถูกใช้ในการผลิตกระแสไฟฟ้าในภายหลัง น้ำที่ผลิตได้จะถูกนำกลับมาใช้ใหม่ในขั้นตอนอิเล็กโทรไลซิส เป็นการลดความจำเป็นสำหรับน้ำบริสุทธิ์ใหม่เพิ่มเติม ในขั้นตอนอิเล็กโทรไลซิส ออกซิเจนก็จะถูกเก็บไว้สำหรับการเผาไหม้แก๊สมีเทนในสภาพแวดล้อมของออกซิเจนบริสุทธิ์ที่โรงไฟฟ้าที่อยู่ติดกัน เป็นการกำจัดไนโตรเจนออกไซด์

ในการเผาไหม้ของแก๊สมีเทน แก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) และน้ำจะถูกผลิตขึ้น แก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ที่สร้างขึ้นจะถูกนำกลับมาใช้ใหม่เพื่อเพิ่มกระบวนการ Sabatier และน้ำจะถูกนำกลับมาใช้ใหม่ในขั้นตอนอิเล็กโทรไลซิส แก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ที่เกิดจากการเผาไหม้แก๊สมีเทนจะหันกลับไปเป็นมีเทน การผลิตจึงไม่มีการปล่อยแก๊สเรือนกระจก การผลิต, การจัดเก็บและการเผาไหม้ที่อยู่ติดกันของแก๊สมีเทนจะรีไซเคิลผลิตภัณฑ์ทั้งหมดของปฏิกิริยา เป็นการสร้างวัฏจักรคาร์บอนต่ำ

ดังนั้น CO2 จึงจะเป็นทรัพยากรที่มีค่าทางเศรษฐกิจในฐานะที่เป็นส่วนประกอบหนึ่งของเวกเตอร์การจัดเก็บพลังงาน ไม่ใช่เสียค่าใช้จ่ายเหมือนกับการจับและการเก็บรักษาคาร์บอน

#### อะลูมิเนียม, โบรอน, ซิลิคอนและสังกะสี
อะลูมิเนียม, โบรอน, ซิลิกอน, ลิเธียม
และสังกะสี ได้รับการเสนอเป็นโซลูชั่นการจัดเก็บพลังงาน

### วิธีการทางไฟฟ้า
#### ตัวเก็บประจุ

thumb|175px|right|ตัวเก็บประจุแบบ Mylar ฟิล์มเติมด้วยน้ำมันนี้มีค่าความเหนี่ยวนำที่ต่ำมากและความต้านทานต่ำ, เพื่อให้กำลังสูง (70 เมกะวัตต์) และดีสชาร์จด้วยความเร็วสูงมาก (1.2 มิลลิวินาที) ที่จำเป็นในใช้งานกับ dye laser

ตัวเก็บประจุ (แต่เดิมเรียกว่า 'คอนเดนเซอร์') เป็นชิ้นส่วนไฟฟ้าสองขั้วแบบพาสซีฟถูกใช้ในการเก็บพลังงานไฟฟ้าสถิตย์ในสนามไฟฟ้า รูปแบบของตัวเก็บประจุในทางปฏิบัติแตกต่างกัน แต่ทั้งหมดประกอบด้วยอย่างน้อยสองตัวนำไฟฟ้า (สองแผ่น) แยกจากกันโดยมีสารไดอิเล็กทริก (เช่น ฉนวน) อยู่ตรงกลาง ตัวเก็บประจุสามารถเก็บพลังงานไฟฟ้าเมื่อตัดการเชื่อมต่อออกจากวงจรการชาร์จของมัน ดังนั้นมันจึงสามารถนำมาใช้เหมือนกับแบตเตอรี่ชั่วคราว หรือเหมือนประเภทอื่น ๆ ของระบบการจัดเก็บพลังงานที่ชาร์จไฟใหม่ได้ ตัวเก็บประจุยังเป็นที่นิยมใช้ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เพื่อรักษาแหล่งจ่ายไฟในขณะที่ทำการเปลี่ยนแบตเตอรี่ (ซึ่งช่วยป้องกันการสูญหายของข้อมูลในหน่วยความจำระเหย) ตัวเก็บประจุแบบธรรมดาให้ความหนาแน่นของพลังงานน้อยกว่า 360 จูลต่อกิโลกรัมในขณะที่แบตเตอรี่อัลคาไลน์ทั่วไปมีความหนาแน่นของ 590 กิโลจูล/กิโลกรัม

ไม่เหมือนตัวต้านทาน, ตัวเก็บประจุไม่กระจายพลังงาน แทนที่จะกระจาย ตัวเก็บประจุจะเก็บพลังงานในรูปแบบของสนามไฟฟ้าสถิตระหว่างแผ่นตัวนำทั้งสองของมัน เมื่อมีความต่างศักย์คร่อมตัวมัน (เช่นเมื่อตัวเก็บประจุถูกต่อเข้ากับแบตเตอรี่) สนามไฟฟ้าจะเกิดขึ้นทั่วไดอิเล็กทริก ทำให้เกิดประจุบวก (+Q) สะสมบนแผ่นตัวนำหนึ่งและประจุลบ (-Q) สะสมบนอีกแผ่นตัวนำหนึ่ง ถ้าแบตเตอรี่ถูกต่อเข้ากับตัวเก็บประจุเป็นเวลานานเพียงพอ จะไม่มีกระแสสามารถไหลผ่านตัวเก็บประจุได้ อย่างไรก็ตาม ถ้าแรงดันไฟฟ้าเร่งหรือสลับถูกนำมาใช้คร่อมตัวตัวเก็บประจุ กระแสที่เคลื่อนที่จะสามารถไหลได้

ปริมาณประจุไฟฟ้า (ค่าความจุ) จะมากขึ้นเมื่อช่องห่างระหว่างแผ่นตัวนำทั้งสองแคบลงและเมื่อตัวนำทั้งสองจะมีพื้นผิวที่มีขนาดใหญ่ขึ้น ในทางปฏิบัติ, ไดอิเล็กทริกระหว่างแผ่นตัวนำทั้งสองสามารถให้กระแสรั่วจำนวนเล็กน้อยผ่านได้และไดอิเล็กทริกยังมีขีดจำกัดของความเข้มสนามไฟฟ้าอีกด้วย ที่เรียกว่าแรงดันไฟฟ้าถล่มทะลาย () ตัวนำทั้งสองและขาทั้งสองข้างของมันจะสร้างการเหนี่ยวนำ () และความต้านทาน () ที่ไม่พึงประสงค์

ตัวเก็บประจุถูกใช้กันอย่างแพร่หลายในวงจรอิเล็กทรอนิกส์สำหรับปิดกั้นกระแสตรงขณะที่ยอมให้กระแสสลับผ่านได้ ในวงจรกรองแบบอนาล็อก, พวกมันทำเอาต์พุตของแหล่งจ่ายไฟให้เรียบ ในวงจรเรโซแนนซ์ พวกมันใช้จูนหาสถานีวิทยุ ในระบบส่งกำลังไฟฟ้า พวกมันทำแรงดันไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้าให้มีเสถียรภาพ

#### การจัดเก็บแบบแม่เหล็กไฟฟ้า

ระบบการจัดเก็บพลังงานด้วยแม่เหล็กตัวนำยิ่งยวด (SMES) จะจัดเก็บพลังงานในสนามแม่เหล็กที่ถูกสร้างขึ้นโดยการไหลของกระแสตรงในขดลวดตัวนำยิ่งยวดที่ทำให้เย็นแบบ cryogenic ที่อุณหภูมิต่ำกว่าอุณหภูมิยิ่งยวดวิกฤตของมัน ระบบ SMES ทั่วไปประกอบด้วยสามส่วน: ขดลวดตัวนำยิ่งยวด, ระบบปรับสภาพไฟฟ้าและตู้เย็นที่ให้ความเย็นแบบ cryogenic เมื่อขดลวดตัวนำยิ่งยวดถูกชาร์จ กระแสจะไม่สลายตัวและพลังงานแม่เหล็กสามารถถูกเก็บไว้ตลอดไป

พลังงานที่เก็บไว้จะถูกปล่อยกลับไปยังเครือข่ายโดยการดีสชาร์จขดลวด ระบบปรับสภาพไฟฟ้าใชัตัวเรียงกระแส เพื่อแปลงกระแสสลับ (AC) ให้เป็นกระแสตรง (DC) หรือใช้อินเวอร์เตอร์แปลง DC กลับไปเป็น AC. อินเวอร์เตอร์/ตัวเรียงกระแสทำให้เกิดการสูญเสียพลังงานประมาณ 2-3% ในแต่ละทิศทาง SMES สูญเสียพลังงานไฟฟ้าในขั้นตอนการจัดเก็บเป็นจำนวนที่น้อยที่สุดเมื่อเทียบกับวิธีอื่น ๆ ของการจัดเก็บพลังงาน ระบบ SMES มีประสิทธิภาพสูง; ประสิทธิภาพไป-กลับมีมากกว่า 95%

เนื่องจากความต้องการพลังงานอย่างมากของเครื่องทำความเย็นและค่าใช้จ่ายที่สูงของขดลวดตัวนำยิ่งยวด, SMES ในขณะนี้จะถูกใช้สำหรับการจัดเก็บพลังงานระยะเวลาสั้น ดังนั้น SMES ได้รับการทุ่มเทกันโดยทั่วไปมากที่สุดเพื่อการปรับปรุงคุณภาพไฟฟ้า ถ้า SMES จะถูกใช้สำหรับการสาธารณูปโภค มันควรจะเป็นอุปกรณ์จัดเก็บพลังงานรายวัน, ชาร์จจากไฟฟ้า baseload ในเวลากลางคืนและใช้ช่วง peak load เวลากลางวัน

### รายการแบบกว้าง

รายการต่อไปนี้ประกอบด้วยประเภทของการจัดเก็บพลังงานแบบธรรมชาติและแบบที่ไม่ใช่เชิงพาณิชย์อื่น ๆ นอกเหนือจากพวกที่ได้รับการออกแบบมาสำหรับการใช้งานในอุตสาหกรรมและการพาณิชย์:

* แบบกลไก
** Compressed air energy storage (CAES)
** Fireless locomotive
** Flywheel energy storage
** Gravitational potential energy (device)
** Hydraulic accumulator
** Hydroelectric energy storage
** Liquid nitrogen
** Pumped-storage hydroelectricity
* แบบไฟฟ้า
** ตัวเก็บประจุ
** Superconducting magnetic energy storage (SMES)
* แบบชีวภาพ
** Glycogen
** Starch
* แบบไฟฟ้าเคมี
** Flow battery
** Rechargeable battery
** ตัวเก็บประจุยิ่งยวด
** UltraBattery
* แบบอุณหภูมิ
** Brick storage heater
** Cryogenic liquid air or nitrogen
** Eutectic system
** Ice Storage
** Molten salt
** Phase Change Material
** Seasonal thermal energy storage
** Solar pond
** Steam accumulator
** Thermal energy storage (general)
* แบบเคมี
** เชื้อเพลิงชีวภาพ
** Hydrated salts
** ไฮโดรเจน
** Hydrogen peroxide

** Power to gas
** Vanadium pentoxide

## อ้างอิง

หมวดหมู่:การเก็บพลังงาน
หมวดหมู่:อุปกรณ์ระบบกำลังไฟฟ้า