熱能存儲技術(shù)就是將熱能存儲在一個熱儲層中以備后來使用的技術(shù)。有兩種類型的熱能存儲技術(shù)，一種適用于集中的能量存儲，另一種適用于分散點(diǎn)的能量存儲。太陽能熱電廠是熱電廠以熱能的形式來收集存儲太陽能。當(dāng)太陽能可以利用時(shí)，熱量就可以傳遞到絕緣熱儲層中的熱存儲介質(zhì)，此時(shí)我們可以撤去電廠渦輪機(jī)提供的電能。熱能的存儲免除了電能生產(chǎn)中對太陽能收集的依賴，因此，一個擁有存儲技術(shù)的太陽能熱電廠不管是陰天還是夜晚都可以生產(chǎn)電能。

       在實(shí)際應(yīng)用中，由于電廠中系統(tǒng)設(shè)計(jì)和電能生產(chǎn)技術(shù)的多樣性，沒有一種熱存儲介質(zhì)能夠滿足太陽能熱電廠中如此多樣化的需求。因此，許多熱能存儲介質(zhì)包括電池、高壓蒸汽、沙子、固態(tài)介質(zhì)凝聚物、純凈石墨和相變介質(zhì)都考慮過用于發(fā)展太陽熱能的存儲介質(zhì)。其中熔鹽和高壓蒸汽儲能器是兩種不同類型的儲能方式，并且已經(jīng)商業(yè)化應(yīng)用于太陽能發(fā)電廠。

       熔鹽儲能介質(zhì)是將硝酸鹽（通常為硝酸鈉或硝酸鉀）按60/40 混合放入絕緣儲罐中，在220°C下融化，在儲能的過程中維持它的液體狀態(tài)。基于熔鹽的熱存儲系統(tǒng)非常高效，一般其存儲效率高達(dá)93%。西班牙的Andasol發(fā)電廠耗資3.8億美元，在2009 年正式投入運(yùn)營的光熱發(fā)電廠，是世界上第一個商業(yè)化的使用了熔鹽進(jìn)行熱存儲的太陽能熱電廠，可以實(shí)現(xiàn)在晚上發(fā)電。

       蒸汽儲能器是應(yīng)用裝在絕緣鋼罐中的溫度為 250°C，氣壓高于40 倍外界大氣壓的高壓蒸汽和熱水來進(jìn)行熱量存儲。70 當(dāng)氣壓降低，熱水就會蒸發(fā)，重新形成蒸汽流，直接推動電廠的渦輪機(jī)進(jìn)行發(fā)電。到目前為止，蒸汽儲能器對熱量的存儲可以維持一個小時(shí)。一個應(yīng)用蒸汽儲能器進(jìn)行熱能存儲并且實(shí)現(xiàn)商業(yè)化的太陽能熱電廠就是位于西班牙塞維利亞附近的PS10 太陽能發(fā)電塔。

       在熱儲層中，最終使用熱能存儲技術(shù)儲存能量所維持的溫度是在外界溫度之上還是之下要依賴于具體的應(yīng)用。所存儲的能量主要用于減少用電需求高負(fù)荷時(shí)期空調(diào)系統(tǒng)構(gòu)建所消耗的電能，調(diào)查發(fā)現(xiàn)，所存儲的熱能最終大部分應(yīng)用于商業(yè)建筑中的空調(diào)，這也是炎熱夏天電氣過載高負(fù)荷期間最重要的貢獻(xiàn)者。

       在這個應(yīng)用中，空調(diào)制冷器在晚上工作，通過將水冷卻凝結(jié)成冰儲存在制冷系統(tǒng)中，因?yàn)樵谝雇碛秒娦枨蠛碗娔芟亩急容^低。在白天，制冷系統(tǒng)中存儲的冰融化成水需要吸收熱量，所以當(dāng)水循環(huán)流過制冷系統(tǒng)時(shí)變成溫度較低的水，這個過程可以通過A/C 單元制冷器來實(shí)現(xiàn)，這在電能使用高負(fù)荷時(shí)段對于減少由于制冷系統(tǒng)而產(chǎn)生的電能負(fù)荷是非常必要的。類似地，我們可以將低用電時(shí)期生產(chǎn)的電能以熱量的形式存儲起來用于白天加熱水。