thumb|right|Horná nádrž Ffestiniog, prečerpávacia vodná elektráreň
Uskladnenie elektrickej energie umožňuje výrobcom elektrickej energie poslať prebytok vyrobenej el. energie cez sieť elektrických vedení na dočasné uloženie do energetických úložísk. Tieto úložiská sa stanú v čase väčšieho dopytu po el. energií zdrojom energie. Úložiská tiež optimalizujú produkciu energie ukladaním tzv. špičkovej el. energie, ktorá sa využije v čase špičkového odberu. Tiež užívatelia fotovoltaických a veterných zdrojov sa môžu vyhnúť používaniu batérií tým, že sa pripoja do siete úložísk. Úložisko sa tak stáva jednou obrovskou batériou. El. energia fotovoltaiky môže byť potom akumulovaná do úložiska pre nočnú spotrebu a energia z vetra sa zas z úložiska využije v čase bezvetria.
Sieť energetických úložísk má úzky súvis s decentralizovanou výrobou energie. Aby decentralizovaná výroba fungovala správne zavádzajú sa špeciálne technické a ekonomické opatrenia (ako sieťové merania a energetické systémy “energia elektrovozidiel ako súčasť úložiska“) a regulačná podpora.
Príklad
Veľká finančne nákladná nukleárna, alebo uhoľná elektráreň môže optimálne pracovať na plný výkon 24 hodín denne počas 7 dní v týždni, vrátane nočnej prevádzky, keď podniky a domácnosti potrebujú približne polovicu svojho denného maxima. Lacnú nočnú elektrickú energiu používa sieť úložísk ako napríklad prečerpávacia hydroelektráreň na vytlačenie vody z nižšie položeného jazera do výšky niekoľko sto metrov do vyššie položeného jazera (prečerpávacia hydroelektráreň predstavuje spotrebič el. energie). Týmto efektívnym spôsobom je elektrická energia akumulovaná (uložená) v potenciálnej energií vody. Keď popoludní bude spotreba el. energie na vrchole svojho maxima (špičkový odber), alebo kedykoľvek nastane požiadavka na okamžitú dodávku väčšieho množstva el. energie, prečerpávacia hydroelektráreň sa stane zdrojom el. energie. Prečerpávacia hydroelektráreň začne púšťať vodu z vyššie položeného jazera do nižšie položeného jazera cez svoje turbíny, ktoré generujú elektrickú energiu. Tento systém je však limitovaný množstvom energie ktoré je schopný akumulovať a preto je vhodnejšie vyrovnať dočasné zmeny v spotrebe, než akékoľvek zmeny v dodávke.
Druhy
Prečerpávanie vody
Na mnohých miestach sú používané prečerpávacie elektrárne aj s cieľom vytvárať dennú záťaž v čase víkendov a minimálneho denného odberu pumpovaním vody do vyššie položených zásobníkov vody. Na prečerpávanie sa využíva prebytok energie z uhoľných a jadrových elektrární. Počas špičkového odberu je táto voda (voda prečerpaná do vyššie položených miest) používaná na hydroelektrickú výrobu, často ako rýchla dodávka elektrickej energie kryjúca prechodné špičkové odbery. Prečerpávacia elektráreň dokáže dodať späť 75% z energie ktorú spotrebovala pri akumulácií a preto je v súčasnosti finančne najefektívnejšie masové úložisko el. energie. Hlavný problém prečerpávacích elektrární je, že zvyčajne potrebujú dve vodné nádrže blízko pri sebe ale so značným výškovým rozdielom. Tiež náklady na výstavbu takejto elektrárne sú značné.
Prečerpávací systém môže začať výrobu el. energie veľmi rýchlo, obvykle do 15 sekúnd, čo robí tento systém veľmi efektívny v dodávaní energie podľa požiadaviek odberateľov. Dnes je po svete okolo 90 GW výkonu v prečerpávacích elektrárňach čo predstavuje len 3% okamžitej výroby el. energie. Keďže však majú limitovaný obsah energie, nie je vhodné použiť prečerpávacie hydroelektrárne na pokrytie spotreby pri výpadku elektrickej energie. Väčšina prečerpávacích elektrární vydrží dodávať energiu len 5 až 6 hodín pri vlastnej výkonovej a energetickej kapacite. Hlavne však, táto energia je už využitá pre požiadavky vyrovnania zmien spotreby. Napríklad, úložisko Dinorwig môže poskytnúť 5% z celkovej výroby el. výkonu v UK (2,9 GW) po dobu 5 hodín. Potom sa minie voda z hornej nádrže o celkovej akumulovanej energií 14,5 GWh. Ak by bolo UK výhradne závislé na energií z vetra, pričom bezvetrie by trvalo dva dni, potrebovali by približne 140 takých úložísk ako je Dinorwig na udržanie normálnej dodávky energie. (predpokladá sa priemerná spotreba UK 1000 GWh/deň).
Ďalším príkladom je Tianhuangping prečerpávacia hydroelektráreň v Číne, ktorá má kapacitu zásobníkov 8 000 000 metrov kubických vody s výškovým rozdielom . Pri 0,277 kWh na kubický meter na 100 metrov zvislého spádu vody predstavuje nádrž zásobu potenciálnej energie 13 GWh (13 miliónov kWh). Uvedenou zásobou potenciálnej energie je možné vytvoriť elektrickú energiu s 80% účinnosťou. Energia uložená v zásobníku však predstavuje len 2% z dennej čínskej spotreby el. energie.
Tradičné vodné hrádze hydroelektrární sú ďaleko bežnejšie, než prečerpávacie elektrárne. V tejto konfigurácií sa voda pustí vtedy keď je potrebné, tak ako pri prečerpávacej hydroelektrárni ale bez prečerpávania smerom nahor a tým bez energetických strát. Ešte možno dodať, že existuje nový koncept prečerpávacej hydroelektrárne využívajúci veternú energiu na prečerpávanie vody. Veterné turbíny ktoré priamo poháňajú vodné pumpy môžu tento proces zefektívniť, ale opäť je tu limit množstva energie ktoré môžu akumulovať. Takýto systém môže poskytnúť energiu na bezvetrie trvajúce len pár hodín.
Batérie
Batérie (alebo akumulátory na elektrochemickom princípe) boli používané v raných začiatkoch elektrických sietí, no dnes sa začínajú objavovať opäť. Mnoho domácich systémov bez prístupu k energetickým sietiam sa spolieha na energiu z batérií rovnako ako väčšina telefónnych systémov. Skladovanie veľkého množstva energie, ako napríklad v obrovských batériách, nikdy nebolo zavedené do praxe okrem špeciálnych prípadov, ako sú napríklad požiadavky vysokej bezpečnosti a spoľahlivosti. "Batérkáreň" bola súčasťou napríklad posledného núdzového zdroja jadrovej elektrárne v Jaslovských Bohuniciach, kde slúžila ako posledná možnosť po výpadku záložného prívodu elektrickej energie a po následnom prípadnom zlyhaní niekoľkonásobne zálohovaných dieselgenerátorov (každého so samostatnou nádržou paliva). Vo všeobecnosti sú batérie drahé, je problém s údržbou a majú pomerne krátku životnosť. Ale je možná jedna technológia ktorá by sa dala využiť pre rozsiahle ukladanie energie do tzv. prietokových batérií. Ide o batérie s prvkami sodík-síra, ktoré môžu byť pomerne lacné pre použitie vo veľkom rozsahu v sieti energetických úložísk. Tieto batérie boli už používané pre energetické úložiská v Japonsku a v Spojených Štátoch. Vanadium oxidačne redukčné batérie a iné typy prietokových batérií sa začínajú používať pre ukladanie energie a tiež spriemerovania výroby energie veternou turbínou. Batériové úložisko má relatívne dobrú účinnosť t. j. okolo 90 % alebo lepšiu.
Keď sa budú masovo vyrábať hybridne napájané vozidlá, môžu sa ich batérie použiť ako zásobárne energie. Technológia sieťových vozidiel sa môže uplatniť tak, že každé vozidlo s 20 až 50 kWh batériovým blokom možno zmeniť na zdroj energie napájajúci sieť pre vybalansovanie spotreby v sieti, alebo v prípade naliehavého odberu energie v sieti (vykrytie špičkového odberu). Priemerná spotreba energie vozidla na jeden deň pre jednu rodinu by sa dala vykryť za 2 až 5 dní pri dodávke 10 kWh/deň. Predpokladá sa ročná spotreba 3650 kWh. Toto množstvo energie je ekvivalentné spotrebe vozidla pri prejdení vzdialenosti 65 až . Spotreba vozidla je 0,1 až 0,31 kWh/km. Tieto parametre možno dosiahnuť aj v podomácky vyrobenom elektromobile z automobilu. Niektoré elektrické úžitkovosti počítajú s využitím starých batérií elektrických automobilov. Novšie Li-ion batérie môžu byť opakovane hlboko vybíjané viac ako 25 000-krát.
Nabíjateľné prietokové batérie môžu byť použité ako zdroj okamžitej dodávky el. energie. Vanadium oxidačne redukčné batérie sú v súčasnosti inštalované Huxley Hill veternej farme (Austrália), Tomari veterných pahorkoch na Hokkaidó (Japonsko) a tiež na bezveterných farmách. Ďalšie 12MWh prietokové batérie sú inštalované na Sorne Hill veternej farme (Írsko) Tieto systémy energetických úložísk sú navrhnuté na vyrovnávanie prechodných fluktuácií v dodávke energie z vetra. Oxidačne redukčné prietokové batérie, o ktorých bola zmienka vyššie, majú kapacitu 6 MWh, čo je takmer hodinová dodávka elektrickej energie konkrétnej veternej farmy.
Stlačený vzduch
Ďalšia metóda pre sieť energetického úložiska využíva akumuláciu energie stlačením vzduchu. Energia na stlačenie vzduchu sa získava z obnoviteľných zdrojov a z dodávky energie mimo času špičkovej spotreby. Stlačený vzduch je zvyčajne ukladaný v starých baniach, alebo v iných geologických štruktúrach. Keď je elektrická spotreba vysoká, stlačený vzduch sa zahreje malým množstvom prírodného plynu, ktorý potom prechádza pri expanzii turbínou poháňajúcou generátor vyrábajúci el. energiu.
Tepelné úložisko
Boli urobené konštrukčné návrhy pre použitie roztavenej soli ako úložiska tepelnej energie získanej zo solárnej veže, čo je využiteľné pre výrobu elektrickej energie v zlom počasí a v noci. Počas jedného roka bola predpovedaná tepelná účinnosť až 99%.
Energia z času mimošpičkovej spotreby môže byť použitá tiež na výrobu ľadu z vody. Ľad sa uchová do nasledujúceho dňa, kedy poslúži ako chladenie vzduchu pre veľké budovy, týmto sa zmení (zníži) spotreba špičkovej energie. Ľad sa tiež môže využiť na chladenie príjmu vzduchu do generátora plynovej turbíny, čím sa zvýši kapacita produkcie špičkovej energie.
Zotrvačníkové úložisko
Mechanická zotrvačnosť je základ metódy pre tento typ úložiska energie. Ťažký rotujúci disk je rozbiehaný elektromotorom, ktorý sa správa ako generátor el. energie pri brzdení rozbehnutého disku. Elektrická energie je teda akumulovaná v kinetickej energií disku. Trenie sa musí udržiavať na minime tak aby sa energia zachovala čo najdlhšie. Toto sa obvykle dosahuje tak, že sa disk umiestni v prostredí vákua a použijú sa magnetické ložiská čím má táto metóda sklon byť drahá. Väčšie rýchlosti rotácie umožňujú akumulovať väčšie množstvo energie ale zvyšujú sa tak nároky na pevnosť materiálov ako oceľ, alebo kompozitné materiály. Materiál disku je namáhaný odstredivými, resp. dostredivými silami. Použitie nanorúrok ako materiál pre rotujúci disk je v štádiu výskumu. Potrebný rozsah výkonu a akumulovanej energie sa technicky a ekonomicky dosiahnuť dá, ale pre bežnú prevádzku v energetike sa javia zotrvačníky ako nevhodné. Vhodnejšie sú v aplikáciách kde vyrovnávajú energetické zaťaženia v železničnej doprave, alebo pri zlepšovaní kvality energie v systémoch obnoviteľných zdrojov. Jedna aplikácia ktorá v súčasnosti využíva zotrvačníky je aplikácia, ktorá potrebuje veľmi veľkú dodávku energie počas krátkej doby ako napríklad tokamak a laserové experimenty. V týchto aplikáciách je motor-generátor roztočený na svoje prevádzkové otáčky a pri dodaní energie sa môže zastaviť už počas jednej otáčky. Zotrvačníky sa tiež používajú ako zdroje nepretržitej dodávky elektrického prúdu tzv.UPS (napríklad vo veľkých datacentrách) na preklenutie krátkeho času, od momentu keď sa v hlavnom prívode preruší dodávka prúdu do doby kým nabehne dieselový generátor.
Riešenie tohto typu bolo implementované firmou EDA v Azores na ostrovoch Graciosa a Flores. Ich systém používa zotrvačníky s akumulovanou energiou 18 MWs. Používajú sa na zlepšenie kvality energie, čím zabezpečia zvýšenie použiteľnosti obnoviteľných energií.
Ako doterajší opis napovedá, tieto systémy sú opäť vhodné len na vyrovnanie fluktuácií v dodávke el. energie a teda nemôžu byť použité na niekoľkodňové vykrytie strát úplného výpadku dodávky el. energie. Najväčšie zotrvačníkové úložisko môže akumulovať maximálne 133 kWh energie.
Supravodivá magnetická energia