Một trong những chìa khóa để đạt được mức năng lượng tái tạo cao trên lưới điện là khả năng lưu trữ điện và sử dụng sau này.

Giống như tủ lạnh cho phép lưu trữ thực phẩm trong nhiều ngày hoặc nhiều tuần nên không cần phải tiêu thụ ngay hoặc vứt đi, lưu trữ năng lượng cho phép các cá nhân và cộng đồng tiếp cận điện khi họ cần nhất—chẳng hạn như khi mất điện hoặc khi mặt trời không chiếu sáng. Việc lưu trữ có thể làm giảm nhu cầu điện từ các nhà máy kém hiệu quả, gây ô nhiễm, thường nằm ở các cộng đồng có thu nhập thấp và bị thiệt thòi. Bộ lưu trữ cũng có thể giúp đáp ứng nhu cầu, tránh tình trạng tăng giá đột biến đối với khách hàng sử dụng điện.

Lưới điện là một hệ thống phức tạp trong đó cung và cầu điện phải bằng nhau tại bất kỳ thời điểm nào. Trong lịch sử, nguồn cung đã được điều chỉnh để đáp ứng những thay đổi về cầu, từ mô hình hoạt động hàng ngày của con người đến những thay đổi bất ngờ như tình trạng quá tải thiết bị, cháy rừng, bão và các hiện tượng thời tiết khắc nghiệt khác. Hiện tại, chúng tôi cũng hướng đến sự linh hoạt trong nhu cầu điện để giúp tối ưu hóa việc sử dụng năng lượng tái tạo, từ cách chúng ta sưởi ấm và làm mát ngôi nhà cho đến khi chúng ta sạc xe điện. Lưu trữ năng lượng đóng vai trò quan trọng trong hoạt động cân bằng này và giúp tạo ra một hệ thống lưới điện linh hoạt và đáng tin cậy hơn.

Ví dụ, khi cung nhiều hơn cầu, chẳng hạn như vào ban đêm khi các nhà máy điện vận hành liên tục để cung cấp điện ổn định hoặc vào giữa ngày khi mặt trời chiếu sáng nhất, lượng điện dư thừa có thể được sử dụng để sạc các thiết bị lưu trữ. Khi nhu cầu lớn hơn nguồn cung, các cơ sở lưu trữ—ngay cả những cơ sở lưu trữ trong nhà của các cá nhân—có thể xả năng lượng dự trữ của họ vào lưới điện.

Bơm nước trở lại phía sau các đập thủy điện đã được sử dụng trong nhiều thập kỷ như một hình thức lưu trữ giúp hấp thụ lượng điện dư thừa từ lưới điện và tạo ra điện sau này khi cần bằng cách giải phóng nước để chạy tua-bin. Hiện nay, libộ lưu trữ pin thium-ion ở dạng lớn Pin sạc dự phòng đang trở nên phổ biến hơn trong gia đình, cộng đồng và ở quy mô tiện ích.