Énergie intermittente et incontrôlable, l'éolien a besoin de grandes capacités de stockage :

1) Pour stocker l'énergie éolienne en site isolé. La limite est l'investissement en capacité de stockage par batteries de grande capacité, qui coute cher et peut être polluant.

2) En tant que stockage tampon en complément de la production d'un parc éolien. Lorsque la production éolienne faiblit, le déstockage fournit le complément pour garder la production finale quasi stable. Lorsque la production éolienne est suffisamment forte, il y a reconstitution du stock. Ainsi les 2 courbes de production éolienne et stockage sont opposées et complémentaires. La somme des deux fournit au réseau une courbe de production lissée (comme au parc éolien de Sapporo au Japon).

Sur le plan purement technique, le dernier retour d'expérience sur une tentative visant le 100 % de production d'électricité d'origine renouvelable, initiée en Allemagne en 2006 à la demande de Mme Merkel, démontre qu'il est possible d'y parvenir. Ce qui pourrait permettre à terme de rendre l'Allemagne totalement indépendante en énergie électrique ⁵¹ . Pour tenter cette expérience, le stockage de type STEP (stations de transfert d'énergie par pompage) a été utilisé pour la partie éolien, exactement comme le fait la France avec le nucléaire pour adapter la production peu souple des centrales à la variabilité de la demande journalière (dont la courbe peut être consultée ici : [6]).

Aux États-Unis, une entreprise conçoit de nouvelles éoliennes qui produisent de l' air comprimé au lieu de l'électricité. ⁵² Dans la nacelle des éoliennes au lieu d'un alternateur se trouve donc un compresseur d'air. L'air comprimé est stocké et permet de faire tourner un alternateur aux moments où les besoins se font le plus sentir. Du point de vue du stockage de l'énergie, cette façon de faire impose une conversion d'énergie (de l'air comprimé vers l'électricité, avec un rendement réduit), mais permet de positionner la production électrice sur le pic de consommation, où l'électricité est payée plus chère, avec une conversion de moins que par le processus classique (électricité vers stockage puis stockage vers électricité). Certains pensent même que l'on pourrait utiliser directement l'air comprimé ainsi produit pour alimenter des voitures automobiles propulsées avec ce fluide.

Sur le même principe, on peut concevoir d'utiliser l'énergie éolienne pour pomper directement de l'eau, en suivant le principe des STEP.