Маховичный накопитель энергии — накопитель механической энергии, в котором энергия накапливается и сохраняется в виде кинетической энергии вращающегося маховика или его перспективного исполнения — супермаховика, а выделяется в виде механической энергии вращения. Таким образом, сохраняется вид энергии без её преобразования, что является неотъемлемым требованием к накопителям энергии[1].
Зачастую маховичный накопитель энергии совмещается с устройствами преобразования вида энергии — гидравлическими, пневматическими, электрическими машинами, образуя систему накопления энергии. Наибольшее распространение получили системы накопления энергии с электрическими обратимыми машинами (двигатель — генератор). Для зарядки маховичного накопителя энергии электрическая машина работает в режиме двигателя, потребляет электрическую энергию от внешнего источника и разгоняет маховик (супермаховик), а при разрядке электрическая машина работает уже в режиме генератора, выделяя электрическую энергию, при этом замедляя маховик (супермаховик)[2].
Маховичный накопитель энергии на основе супермаховика обладает одним из самых высоких удельных мощностных показателей среди существующих накопителей энергии. А при использовании современных высокопрочных материалов, например, графеновых лент («бумаг»)[3], самым высоким удельным энергетическим показателем из всех накопителей.
Современные маховичные накопители энергии обычно выполняются на основе перспективных супермаховиков. «Классические» монолитные маховики для маховичных накопителей энергии встречаются все реже — они накапливают слишком малую удельную энергию и очень опасны при аварийном разрушении (разрыве).
Супермаховик — это маховик высокой удельной энергоёмкости, изготовленный методом навивки с натягом на упругий центр материалов с высокой одноосной прочностью — проволок, лент, волокон со связкой (склейкой). Эксплуатируется супермаховик не в воздушной среде, а в среде с пониженными сопротивлениями вращению, например вакууме. Существуют три основных вида супермаховиков — ленточные и волоконные, гораздо реже — проволочные. Разрабатываются также составные «пластинчатые» супермаховики, выполненные из тонких высокопрочных дисков.
Значительные расходы энергии на охлаждение привели к отказу от низкотемпературных сверхпроводников для использования в магнитных подшипниках для маховичных систем накопления энергии. Наиболее приемлемыми для супермаховиков средних частот вращения являются гибридные подшипники качения с керамическими телами.