Un volante es una rueda giratoria simple que se usa para almacenar energía o estabilizar algo. La energía que almacena es igual a su momento de inercia, un término de física que básicamente significa la masa del objeto multiplicado por el cuadrado de su distancia desde el eje de rotación, multiplicado por el cuadrado de su velocidad angular dividido por 2. Los volantes ayudan a estabilizar el impulso. Ejes sujetos a presiones alternas, como motores de pistón o bombas de pistón. El efecto estabilizador proviene de la resistencia del volante a los cambios en su velocidad de rotación.
Los volantes se utilizan como dispositivos de almacenamiento de energía para experimentos científicos de alta potencia que producirían un pico de energía inaceptable si se eliminara la energía de la red eléctrica. Dichas baterías de volante pueden funcionar al vacío, para evitar la pérdida de energía debido a la fricción del aire, y se acelerarán de nuevo periódicamente para compensar la velocidad de rotación perdida debido a la disipación de energía del calor y la vibración. Los buenos diseños de volantes disiparán la menor cantidad de calor y vibración posible, reteniendo energía para la aplicación de destino.
Un volante almacena diferentes cantidades de energía dependiendo de su masa y velocidad de rotación. Por ejemplo, una rueda de bicicleta tiene una masa de aproximadamente 1 kg (2.2 lb), un diámetro de aproximadamente 70 cm (28 pulgadas) y una velocidad de rotación de aproximadamente 150 rpm (rotaciones por minuto). Esto se suma a una energía almacenada de 15 J (julios). A continuación, considere una rueda de un tren que se mueve a 60 km / h (37 mph), con una masa de 942 kg (2,076 lb), un diámetro de 1 m (3.3 pies) y una velocidad de rotación de 318 rpm. Este volante tendría una energía de rotación de aproximadamente 64 kJ (kilojulios), aproximadamente 43,000 veces mayor que la rueda de la bicicleta.
Las baterías de volante dedicadas al almacenamiento de energía tienen energías mucho mayores que estos dos ejemplos anteriores, principalmente debido a las velocidades de rotación extremas. Un ejemplo hecho por una empresa de volantes en Ottawa cuenta con una masa de 100 kg (220 lb), un diámetro de 60 cm (27 pulgadas) y una velocidad de rotación de 20,000 rpm. Esta batería de volante puede almacenar alrededor de 10 MJ (megajulios), suficiente para encender 100 bombillas de 100 vatios durante 1,000 segundos. Este diseño de batería de volante no es mucho más grande que un refrigerador. Un volante aún más grande, del tipo utilizado como respaldo de energía eléctrica, puede contener 100 MJ de potencia. Estos tipos de volantes pueden ser utilizados por casinos, hospitales, centros de datos o en la industria para mantener la energía en caso de una falla o fluctuaciones en la entrada.