是指由電機帶動飛輪高速旋轉，將電能轉化為動能儲存起來，然後在需要時用飛輪帶動發電機發電的儲能方式。飛輪儲能系統主要由三部分組成:轉子系統、軸承系統和能量轉換系統。還有壹些支持系統，如真空、低溫、殼體和控制系統。基本結構如圖所示。
飛輪儲能裝置內置電機，既是電機又是發電機。充電時，充當電機加速飛輪；放電時充當發電機給外設供電，此時飛輪轉速不斷降低；當飛輪空轉時，整個裝置以最小的損耗運行。
飛輪儲能裝置中沒有化學活性物質，沒有化學反應。旋轉的飛輪是純機械的，飛輪的動能為:e = 1/2J ω 2。
其中:j為飛輪的轉動慣量，ω為飛輪的角速度。
在實際工作中，飛輪的轉速可以達到40000 ~ 500000 r/min，金屬材質的飛輪承受不了這麽高的轉速，所以飛輪壹般采用碳纖維材質，重量輕，強度大，進壹步減輕了整個系統的重量。同時，為了減少充放電過程中的能量損失(主要是摩擦損失)，電機和飛輪都采用磁力軸承懸浮，以減少機械摩擦。同時將飛輪和電機放在真空容器中，減少空氣摩擦。這樣飛輪電池的凈效率(輸入輸出)可以達到95%左右。
二、國內外飛輪儲能系統的研究現狀、發展及未來。
飛輪電池是20世紀90年代提出的新概念電池。它突破了化學電池的局限性，采用物理方法儲存能量，不會因為電能和機械能的相互轉化而造成汙染。飛輪儲能電池本來是想應用在電動汽車上的，但是由於當時的技術水平沒有發展起來。直到上世紀90年代，由於電路拓撲的發展、碳纖維材料的廣泛應用以及世界範圍內對汙染的重視，這種新型電池才得以迅速發展。隨著磁軸承技術的發展，這種電池展現出更廣闊的應用前景，目前正迅速從實驗室走向社會。
縱觀歐美國家現狀，在汽車行業，美國飛輪系統公司(AFS)生產了飛輪電瓶車AFS20基於克萊斯勒LHS汽車。在列車方面，西門子開發了長1.5m，寬0.75m的飛輪電池，可提供3MW的功率，儲存30%的制動能量。在軍事裝備上，美國已經開始嘗試使用飛輪裝置，尤其是大型混合動力拖拉機。美國國防部預測，未來的作戰車輛將在通信、武器和保護系統中廣泛需要電能。飛輪電池因其充放電快速、能量輸出獨立穩定、重量輕等優點，可以使車輛工作在最佳狀態，降低車輛噪音(這在作戰中非常重要)，提高車輛加速性能，成為美軍的主要儲能裝置。在太空中，由於飛輪儲能裝置的儲能密度很高，而且隨著材料科學和磁軸承技術的不斷發展，衛星上使用的飛輪儲能裝置甚至小到可以安裝在衛星壁中，飛輪儲能裝置在運行過程中損耗很小，基本不需要維護，這使得飛輪技術不斷應用於衛星裝置和空間站的太陽能蓄電池作為其供能中心，飛輪還可以用於衛星的姿態控制。
市場研究公司Research and Markets發布的最新報告顯示，從2010年到2014年，全球飛輪儲能市場的年復合增長率將達到12%。然而，國內飛輪儲能市場才開始運作三四年。美國、德國和日本等發達國家已經開發並應用了飛輪儲能技術。歐洲的法國國家研究中心、德國的物理與高技術研究所和意大利的SISE都在開發高溫超導磁軸承的飛輪儲能系統。飛輪儲能的研究主要集中在發展復合材料技術和超導磁懸浮技術，以提高能量密度。超導磁懸浮是降低損耗的主要方法，而復合材料可以提高儲能密度，減小系統的體積和重量。2014年9月16我國首臺飛輪200 kW工業化磁飛輪調試成功，各項實驗測試指標達到良好。飛輪運轉正常，性能安全可靠。據專家評價，這壹具有完全知識產權的儲能技術和產品，填補了國內技術和市場空白。
目前，壹些機構正在積極開發用於混合動力汽車的飛輪電池系統。它的主要作用是:a)穩定主電源的功率輸出。在混合動力汽車啟動、爬坡和加速過程中，飛輪電池可以快速、大能量放電，為主動力源提供輔助動力，減少主動力源的動力輸出損失。b)提高能量回收的效率。混合動力汽車在下坡、側滑、剎車時，飛輪電池可以快速大量儲存動能，充電速度不受“活性物質”化學反應速度的影響，可以提高再生制動時的能量回收效率。飛輪儲能用於混合動力汽車時，主要問題是如何盡可能減小飛輪的陀螺效應，提高飛輪的工作效率。對於同級別汽車，安裝飛輪儲能系統後，可以使用相對較小的發動機提供動力，達到節能減排的目的。近日，工信部發布《新能源汽車生產企業及產品準入管理細則》時，特別將高效儲能裝置作為解決新能源的途徑之壹寫入細則。作為高效儲能裝置的代表，飛輪儲能在汽車上的應用潛力巨大。據說飛輪電池的比能量可以達到150W？H/kg，比功率5000-10000W/kg，使用壽命長達25年，電動車可行駛500萬公裏。
飛輪儲能技術看似神秘，其實與人們的生活息息相關，比如地鐵列車進出站時的能量轉換，列車停車時多余的能量輸入飛輪，列車出站時提速需要能量，飛輪輸出能量。該系統可為地鐵節省約20%的能耗。飛輪技術在國內還處於研發階段，而發達國家已經發展了幾十年，在很多領域都有應用，如F1賽車能量回收、軌道牽引能量回收、微電網調壓並網、超低溫余熱回收利用、應急UPS電源、高速離心風機等。
三、飛輪儲能系統的優勢
飛輪儲能技術是目前最有前途的儲能技術之壹。與鋰電池和鉛酸電池相比，飛輪儲能有很多優點:
1，儲能密度高。儲能密度可達100 ~ 200 Wh/kg，功率密度可達5000 ~ 10000 W/kg。
2.效率高。工作效率高達95%
3.維護成本低。運行時損耗很小，基本沒有維護。
4、壽命長。不受反復深度放電影響，設計壽命20年以上，因磁力軸承和真空環境產生的機械損耗可以忽略，系統維護周期長。
5、無噪音。
6、環境汙染小，對周圍環境幾乎沒有影響。
不受地理環境的限制，是目前最有前途的儲能技術之壹。
四、飛輪儲能系統的缺點
能量密度不夠高，能量釋放只能持續很短時間，通常只有幾十秒。自放電率高。如果停止充電，能量會在幾個到幾十個小時內自行耗盡。主動力公司的飛輪儲能系統，單位模塊輸出250 kW，待機損耗2.5 kW，所以有數據宣稱其效率為99%。但是有條件。只有用得快，才能這麽有效率。如果自放電，效率會降低。比如幾萬的高速飛輪系統損耗約為100瓦，1度電的系統只能維持10小時自放電。因此，飛輪儲能最適合大功率、短時間放電或頻繁充放電。
動詞 （verb的縮寫）飛輪儲能系統的當前應用領域
由於工藝和材料價格的限制，飛輪電池的價格相對較高，在小場合無法體現其優勢。但在以下需要大規模儲能裝置的場合，使用化學電池的價格也非常昂貴，飛輪電池已經逐漸得到應用。
1.太空包括衛星、宇宙飛船和空間站。飛輪電池壹次充電可提供同等重量化學電池兩倍的功率，同等負載的使用時間是化學電池的3 ~ 10倍。同時由於其轉速可測可控，可以隨時查看電能的多少。美國國家航空航天局已經在空間站上安裝了48個飛輪電池，它們合起來可以提供超過150千瓦的電力。據估計，與化學電池相比，它可以節省大約200萬美元。
2.交通工具包括火車和汽車。這種車輛由內燃機和電動機驅動，飛輪電池充電快，放電完全，非常適合混合能源驅動的車輛。當車輛正常運行和制動時，飛輪電池充電，當車輛加速或爬坡時，飛輪電池為車輛提供動力，保證車輛以穩定和最佳的速度行駛，可以減少油耗、空氣和噪聲汙染、發動機維護和延長發動機壽命。美國德克薩斯大學為壹汽車輛研發了飛輪電池，在車輛需要時可提供150KW的能量，可將滿載車輛加速至100Km/h/h..
在最後壹輪2010美國勒芒系列賽中，保時捷911GT3混合動力車首次正式使用了這項技術(該車排名在正賽中段)。911 GT3是保時捷首款混合動力賽車，是918 Spyder混合動力汽車的前身。飛輪技術在不犧牲速度和敏捷性的情況下使汽車更加高效，這是壹個令人興奮的進步——保時捷918 Spyder混合動力汽車擁有500馬力的全輪驅動，僅需3.2秒。保時捷表示，已有900名潛在買家報名購買該車。
3.不間斷電源飛輪電池可以提供高度可靠穩定的電源，可以提供幾秒到幾分鐘的電能，有足夠的時間保證工廠內的電源切換。德國GmbH公司制造了壹種使用飛輪電池的UPS，可以在5秒鐘內提供或吸收5MW的電能。國外數據顯示，飛輪儲能正逐漸取代鉛酸電池，成為UPS應用中的主流技術。
4.軍用戰鬥車輛
作為壹種新的儲能方式，飛輪電池相對於傳統化學電池的優勢已被廣泛認可，非常符合未來儲能技術的發展方向。除了上面提到的應用領域，飛輪電池也在向小型化、低成本方向發展。最有可能的就是手機電池。可以預見，隨著技術和材料科學的進步，未來飛輪電池將在各行各業發揮重要作用。
關於微控新能源
深圳微控新能源科技有限公司(簡稱微控或微控新能源)是物理儲能技術的全球領導者。公司總部位於深圳，覆蓋北美、歐洲、亞洲、拉丁美洲等地區。憑借“安全、可靠、高效”的全球領先磁懸浮能源技術，其產品和服務受到華為、GE、ABB、西門子、艾默生等眾多世界500強企業的廣泛信賴。
面對未來能源“更清潔、高密度、數字化”三大趨勢，公司持續為戰略性新興產業提供能源運輸、存儲、回收和數據管理的系統化解決方案。