Energiespeicher sind Komponenten und Systeme, die mechanische, chemische, thermische oder elektrische Energie speichern und bei Bedarf las elektrische Energie abgeben. Bei der Speicherung von mechanischer Energie wird diese als potentielle oder kinetische Energie gespeichert. Das können Pumpspeicherwerke sein oder Schwungmassespeicher. Beides wird in Smart Grids für Spitzenlast eingesetzt. Bei den auf chemischer Basis arbeitenden Energiespeichern wie Batterien und Akkus werden aktive Massen in elektrische Energie umgesetzt, bei Brennstoffzellen sind es Brennstoffe. Was die Speicherung thermischer Energie betrifft, so gibt es Wärme- und Kältespeicher, die thermische Energie speichern und in elektrische Energie umsetzen. Für die elektrische Energiespeicherung stehen Kondensatoren, Ultrakondensatoren und supraleitende Spulen zur Verfügung.

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Energie- und Leistungsdichte von Akkus und Kondensatoren, dargestellt im Ragone-Diagramm

Wichtige Merkmale von Energiespeichern sind die Energiedichte, die Leistungsdichte sowie die Speicher- und Abrufzeiten. Was die Energiedichte anbelangt, so ist diese bei Brennstoffzellen mit etwa 1.000 Wh/kg ein Mehrfaches als die von Akkus und ein Vielfaches von der von Super-Kondensatoren. Während die Energiedichte von Kondensatoren und Super-Kondensatoren wesentlich geringer ist als die von Akkus ist deren Energie kurzfristig in Mikro- und Millisekunden abrufbar. Dagegen ist die Energie von Akkus in Minuten und die von Brennstoffzellen in Stunden und Tagen abrufbar.