飛輪儲能器中沒有任何化學活性物質,也沒有任何化學反應發生。旋轉時的飛輪是純粹的機械運動,飛輪在轉動時的動能為:

E=1/2Jω^2

式中:J為飛輪的轉動慣量;ω為飛輪旋轉的角速度.

飛輪轉動時動能與飛輪的轉動慣量成正比。而飛輪的轉動慣量又正比于飛輪的直徑和飛輪的質量,過于龐大、沉重的飛輪在高速旋轉時,會受到極大的離心力作用,往往超過飛輪材料的極限強度,很不安全。因此,用增大飛輪轉動慣量的方法來增加飛輪的動能是有限的。

飛輪儲能裝置中有一個內置電機,它既是電動機也是發電機。在充電時,它作為電動機給飛輪加速;當放電時,它又作為發電機給外設供電,此時飛輪的轉速不斷下降;而當飛輪空閑運轉時,整個裝置則以最小損耗運行。