储能的方式按其机理可以分为：物理储能（例如抽水、压缩空气和飞轮储能）、化学储能（例如各种电池、制氢等）、电磁储能（超导、超级电容器）和相变储能等方式。
·抽水蓄能
抽水蓄能是全球范围内广泛采用的一种能源储存技术，主要有如下两种运行方式： ·系统将水抽到高位，然后释放到低位，通过普通的水轮机进行重新发电。 ·另外一种方式不会将水抽到高位，而是采用水库的水电系统与需要储存的风能或太阳能发电系统之间的协作运行方式。这样当风力发电或太阳能发电系统无电能产出时，水力发电就可以填补消费者的需求；而当风力发电或太阳能发电供过于求时，水力发电量就会相应减少。这种能源储存方式需要在两种子系统之间建立较强的电力传输网络。
目前，全球只有为数不多的几个地方建有这样的水电设施，且拥有上述这种大型水库（季节性的或年度性的）。这些设施基本都是很久以前建立的，因为当时类似积水淹没山体地貌等问题不会像今天这样招致反对的声音。
·压缩空气储能
压缩空气能源储存（CAES）的基本做法就是将基础核电或煤电设施产出的非高峰时期的电能转移到用电高峰时期，而仅仅消耗原本用于用电高峰时期发电（比如传统的燃气轮机）的燃气或燃油的一部分。
风能或太阳能发电的过剩电量可以用于空气的压缩。这种方式通常需要几个步骤，主要为了使产生的热量降到最低 — 热能无法进行长期储存。在需要时压缩空气被释放，通过涡轮进行发电。压缩空气释放后会产生较强的冷却效应，这时必须进行加热，这样才能使压缩空气在环境温度下释放出来。
到目前为止，全球只有两个采用压缩空气进行能源储存的工厂：一个位于德国Huntorf市，属于E.N Kraftwerke公司，1978年建，规模为290MW；另一个位于美国阿拉巴马州Mclntosh市，属于阿拉巴马电力公司（Alabama Electric Corporation），1991年交付使用，规模为110MW。Huntorf市的空气蓄能工厂采用了一个容量为30万立方米的地下洞穴储仓；另外一个工厂将压缩过程产生的热量储存起来，然后通过涡轮重新发电。
储存循环效率通常为40%～50%，而能源储存设施最初只是用来解决用电高峰需求，也就是在夜间进行充电，在用电高峰时放电。但是为了吸纳更多的可再生能源，就需要延长储存时间，这样就会产生更多的热能，从而降低了充放电的效率。
·飞轮储能
说起储能飞轮，让人想起儿时玩过的惯性汽车。玩家们还都拆卸过、研究过它的秘密：车身中央垂直安装着一个锡制的飞轮，边缘加厚。你手握汽车在地上蹭滑几下，飞轮开始转动，并逐渐加快；松手时汽车就向前冲去，直到飞轮耗完所储的能量才停下。
美国Beacon电力公司推出的Beacon智能化储能系统，核心部件也是一个起飞轮作用的转子，以一种专利的强度高、重量轻的石墨和玻璃纤维复合材料制成，用树脂胶合。转子安装在金属轮毂和轴上，悬浮在组合使用永磁铁和电磁铁的磁性支架上，在几无摩擦的环境中运行。 装在轴上的还有一台独特的飞轮电动机兼发电机。当系统处在充电状态时，该机器是台电动机，起着负荷的作用。从市政电网汲取的能量驱动永磁电动机，使转子旋转并逐步加速到每分钟16000转，能
量以动能的方式储存起来。而当系统收到要求供电的信号、进入放电状态时，该机器是台发电机，飞旋
的转子以惯性动能驱动它，发出的电力回授给电网。因此可以说，这个飞轮系统本身是个能量“电池”，高速转动时储存能量，需要时减速即可发电。
除了以磁性托举的方式减小摩擦力以外，放置转子的密封腔还保持着真空状态，以尽量减少空气阻力。这样，转子能高效率地达到超乎想象的高转速（转子边缘的线速度为670米/秒，是空气中音速的2倍），以尽可能多地存储能量。另一个好处是，几乎不需要动力来使转子保持在定格的旋转速度。
转子转得最快时能储存并传递的可吸取能源为25千瓦时，多个飞轮（比如10个）还可连接排成阵列，提供更大的能源储存量。
那么，飞轮储能系统是要把电网的电力全部储存起来吗？其实不是。它的节能效体现在帮助电网保持频率稳定。
原来，运行者必须将电网频率维持在非常接近标准的水平（美国是60赫兹，中国和欧洲等是50赫兹）。而当电力供应与负荷要求相匹配时，其频率最容易维持稳定。为此，电网操作员往往需要操纵电力输出，增加（或减少）总发电量，幅度在约1%内，来应对电网频率的偏移。但现实是：这种变动运行并不是所有的发电机都能适应的，也容易给设备带来较严重的磨损；化石燃料发电厂以变动运行换取频率稳定时，热效率会明显降低，并导致更多的二氧化碳和其他不良排放。而Beacon智能化储能系统则能胜任。
它的优越性还包括：作为智能电网的一部分，能遥控，能检测；
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