بازیافت انرژی
با فناوری‌های ذخیره‌سازی حرارتی می‌توان گرما یا سرما را برای بازه‌های زمانی چند ساعته، یک شبه یا حتی بین فصلی ذخیره کرد، این فناوری‌ها همچنین ما را قادر به ذخیره‌سازی انرژی معقول (به عنوان مثال با تغییر دمای محیط) یا انرژی نهفته (به عنوان مثال از طریق تغییر فاز یک واسطه، از جمله بین آب و برفاب یا یخ) می‌کنند. می‌توان برای کاهش مصرف در ساعات اوج سیستم‌های توزیع الکتریکی یا حرارتی، از ذخیره سازهای حرارتی کوتاه مدت استفاده کرد. انواع منابع انرژی جایگزین یا تجدیدپذیر که می‌توانند فعال شوند شامل انرژی طبیعی (به عنوان مثال جمع‌آوری شده از طریق گردآورنده‌های حرارتی-خورشیدی، یا برج‌های خشک خنک‌کننده که برای برای جمع‌آوری سرمای زمستان به کار می‌روند)، انرژی هدررفته (به عنوان مثال تجهیزات تهویه مطبوع، فرایندهای صنعتی یا نیروگاه‌های برق)، یا انرژی اضافی (به عنوان مثال به صورت فصلی در پروژه‌های hyropower یا متناوب در مزارع بادی) می‌شوند. انجمن خورشیدی Drake Landing (آلبرتا، کانادا) گویا است. ذخیره ساز انرژی حرارتی سوراخ دار اجازه می‌دهد تا انجمن ۹۷٪ حرارت سالانهٔ خود را از گردآورنده خورشیدی بر روی سقف گاراژها بدست بیاورند، که بیشتر این گرما در تابستان جمع‌آوری شده‌است. انواع ذخیره‌سازی انرژی معقول شامل موارد زیر می‌شود: مخزن‌های عایق بندی شده، کلاسترهای حفاری در لایه‌های مختلف از شن تا سنگ بستر، سفره‌های آب عمیق، یا چاله‌های کم عمقی که دیوارهٔ آن با سنگ مناسب پوشانیده شده و از بالا عایق شده باشد. برخی از ذخیره سازها قادر به ذخیره‌سازی گرما یا سرما بین فصول مخالف هستند (به خصوص اگر بسیار بزرگ باشند)، و برخی از برنامه‌های ذخیره‌سازی نیاز به تعبیهٔ پمپ گرمادارند. گرمای نهان معمولاً در مخازن یخ یا آنچه مواد تغییر فاز (PCMها) نامیده می‌شوند ذخیره شده‌است.
ذخیره انرژی حرارتی
چندین کاربرد در حال توسعه هستند من جمله درجایی که یخ در طول دوره‌های غیر اوج بار مصرف، تولید می‌شود و بعداً برای خنک سازی استفاده می‌شود. مثلاً درشب برای تبدیل آب به یخ، با استفاده از هزینه برق کم، تهویه مطبوع می‌تواند به لحاظ اقتصادی تر ارائه شود، با استفاده از ظرفیت خنک‌کننده یخ در بعدازظهر برای کاهش مصرف برق مورد نیاز برای تهویه مطبوع موردنیاز بکارگرفته شود. انرژی گرمایی ذخیره شده یخ با استفاده از ظرفیت گرمایی زیاد آب قابل توجیه است. از لحاظ تاریخی، یخ از کوه به شهرها منتقل شد تا به عنوان یک خنک‌کننده استفاده شود. یک تن آب (= یک متر مکعب) می‌تواند ۳۳۴ میلیون ژول (MJ) یا 317000 BTU (۹۳ کیلو وات ساعت) انرژی ذخیره دارد. یک ذخیره ساز نسبتاً کوچک می‌تواند یخ کافی برای یک ساختمان بزرگ را در یکروز یا یک هفته نگه دارد. علاوه بر استفاده یخ در برنامه‌های سرمایش مستقیم، در سیستم‌های پمپی گرمای مبتنی بر حرارت نیزاستفاده می‌شود در این برنامه‌ها، انرژی تغییر حالت یک عامل بسیار مهم از ظرفیت حرارتی را فراهم می‌کند که در نزدیکی محدوده دمای کم قرار دارد که پمپ‌های گرمای منبع آب می‌توانند در آن کار کنند تا به سیستم اجازه دهند تا از سخت‌ترین شرایط گرمایش بار خارج شود و زمانی که انرژی عناصر منبع بتوانند به سیستم بازگردند، گسترش یابد. ذخیره انرژی فریزر این از مایع سازی هوا یا نیتروژن به عنوان یک فروشگاه انرژی استفاده می‌کند. یک سیستم انرژی خورشیدی کریوژنیک که به عنوان انرژی ذخیره ز هوا مایع استفاده می‌کند و کمترین مقدار اتلاف حرارت وکمترین افزایش دما هوا برای راه اندازی دوباره را داردکه از سال ۲۰۱۰در نیروگاه Sloughدر انگلستان به کاربسته شده‌است.