Le stockage d'énergie thermique est un moyen de stockage d'énergie pour une utilisation ultérieure, par l'intermédiaire d'un accumulateur thermique. Il existe un certain nombre de différents types de réservoirs thermiques, certaines étant maintenu à une température supérieure à celle du milieu environnant, et certaines étant maintenu à une température plus basse. L'utilisation de glace stockée ou d'eau froide pour refroidir des bâtiments ou d'autres environnements au cours de la journée est une application de stockage de l'énergie thermique. Une autre application est le stockage de la chaleur à partir de plantes capturer l'énergie solaire thermique, par exemple, dans une installation de stockage isolé pour plus tard chauffage des bâtiments et d'autres environnements, ou la production d'eau chaude pour usage commercial ou résidentiel.
La technologie derrière le stockage des énergies thermiques est généralement basée sur la capacité de l'eau à stocker de grandes quantités de chaleur ou de froid. Cette caractéristique de l'eau s'appelle la chaleur de fusion. Ceci est une mesure de la quantité de chaleur énergie thermique doit être absorbée par une substance pour qu'elle change d'un solide à l'état liquide, ou l'inverse. Un volume d'eau relativement faible permet de stocker une grande quantité d'énergie. Une mesure typique de la chaleur de fusion pourrait être la quantité d'énergie qui peut être stockée, par exemple, un mètre cube d'eau, qui est de 93 kilowatts.
Une des applications les plus courantes industriels de stockage d'énergie thermique est celui des systèmes de climatisation pour les grands bâtiments. Dans les bâtiments commerciaux, les systèmes de climatisation sont souvent les principaux contributeurs à la consommation d'électricité pendant la journée, surtout en été. En tant que tel, l'utilisation du stockage de l'énergie thermique sous forme de glace peut permettre aux unités de conditionnement d'air pour fonctionner plus économiquement par avoir l'équipement frigorifique en marche pendant la nuit, lorsque l'électricité peut être moins cher, et stocker l'énergie sous forme de glace pour une utilisation dans l'air de refroidissement au cours de la journée.
La conversion de l'énergie thermique est une technologie qui utilise le stockage d'énergie thermique naturelle qui existe dans la mer. Grâce à cette technologie, l'électricité peut être produite par un moteur thermique qui est entraîné par la différence de température entre l'eau peu profonde et profonde. En général, l'eau de mer profonde est plus froide que l'eau à des profondeurs plus faibles. Cette utilisation de stockage d'énergie thermique fonctionne sur les mêmes principes que ceux qui sont utilisés dans les turbines, par le transfert de l'énergie thermique en énergie de travail, puis en énergie électrique.