现代的飞轮储能技术一般是指利用电机带动飞轮高速旋转，将电能转化成动能储存在飞轮里，在需要的时候利用飞轮的动能带动发电机发电并向外输出能量的储能方式。
1 飞轮储能技术的原理及组成
人们利用飞轮的惯性闯过机械设备死点,使设备保持匀速旋转，如古代有纺车、近代的蒸汽机、现代的汽油柴油发动机等。飞轮旋转的周期很短，其风阻和轴承摩擦等能量消耗都比较小，可以忽略不计。但是如果要利用飞轮来储备较长时间的能量，以备后续的使用，其能耗问题就变得突出了。
为了减小能耗，人们通过改变轴承结构，比如把滑动轴承改变为滚动轴承、液体动压轴承、气体动压轴承等，并且通过抽真空的办法来减小空气阻力，滚动轴承的摩擦系数可以达到10-3，这种情况下，飞轮能量每天也要损失接近一半左右。
若要维持一个10万千瓦电厂稳定运行，就需要一个10万吨的钢制飞轮来储能，其机械能和电能之间的转换，还需要复杂的转换装置，所以这种储能方式几乎不能实现。
飞轮在转动时的动能为:
式中:J为飞轮的转动惯量;
ω为飞轮旋转角速度.
飞轮转动时动能与飞轮的转动惯量成正比。而飞轮的转动惯量又正比于飞轮的直径和飞轮的质量,过于庞大、沉重的飞轮在高速旋转时,会受到极大的离心力作用,一般的飞轮是由钢铁制成的，由于其抗拉能力有限，如果主要以其质量大小来决定储能大小，高速旋转的飞轮得到的离心力往往超过飞轮材料的极限强度,很不安全。所以要增大飞轮的转速成为解决飞轮储能的主要手段。
飞轮储能系统主要包括3个部分:
（1）转子系统，主要指储能飞轮;
（2）轴承系统，用于支撑转子，比如超导磁悬浮技术;
（3）电动/发电机系统，用于能量转换.
另外还包括真空容器、制冷及控制系统，其结构如图1所示：
目前主要的材料是高碳纤维材料来保障飞轮的强度:
一般的飞轮储能装置中有一个内置电机，在储能时,它作为电动机给飞轮加速;当释放能量时,它作为发电机给外部供电,飞轮的转速不断下降，动能转化为电能和其它形式的能量;当飞轮空转时,整个装置低功耗运行。
目前的飞轮储能技术具有效率高、建设周期短、寿命长、高储能、充放电快捷、可以无限次充放电以及没有污染等特点。适用于电网调频、电能质量保障、UPS。
2 当前飞轮储能系统的主要应用
飞轮储能主要应用在以下三个方面：
①高品质不间断电源；
②磁悬浮飞轮储能发电车；
③在新能源中的应用
(1)高品质不间断电源。
数据显示，发达国家95%以上的停电都由分秒级的电网波动导致。电网的波动使得数据机房不得不采用配备大量的传统铅酸电池的UPS，随着业务增长的需求，运营成本也越来越高，为了给机房降温，需配备大量的空调设备，数据中心及其电源管理系统建设越来越面临巨大的挑战；另外传统UPS所使用的铅酸蓄电池，使用年限短，更换成本高，管理不善会在生产和使用中产生环境污染，所以人们逐渐倾向于绿色环保节能的UPS系统。
而磁悬浮式飞轮储能UPS系统则无需空调来制冷,节省了运营电费成本;而且,其占用的空间也大幅减小;维护成本低,更不需更换电池;寿命长达20年。图2是一款柜式磁悬浮飞轮储能型UPS的外观