본 발명의 실시예는 스털링 장치와 열교환을 통해 직접 냉각하는 방식으로 기체 공기의 액화 효율을 향상시켜 액체 공기로 저장할 수 있으며, 보다 간단한 소형 시스템을 형성할 수 있는 스털링 장치를 이용한 액체 공기 에너지 저장 시스템을 제공하기 위한 것이다. 본 발명의 실시예에 따른 스털링 장치를 이용한 액체 공기 에너지 저장 시스템은 스털링 장치의 스털링 냉동기를 포함하며, 전력원으로부터 스털링 냉동기에 공급되는 전력으로 스털링 냉동기에 흡입되는 기체 공기를 액화하여 액체 공기를 생성하는 액화부, 액화부에서 생성된 액체 공기를 저장하는 저장부, 그리고 스털링 장치의 스털링 발전기를 포함하며, 스털링 발전기를 이용하여 저장부에 저장된 액체 공기를 열교환기를 통해 열교환하여 발전하는 발전부를 포함할 수 있다.