سیستم‌های فلایویل باتری‌هایی با ظاهر دیسکی هستند که انرژی را از طریق چرخش (اینرسی) ذخیره می‌کنند. این نوع از ذخیره‌سازها از ابتدای قرن بیستم برای کاربردهای مورد نیاز موتورهای صنعتی یا از دهه ۱۹۵۰ در زمینه حمل‌و‌نقل استفاده شدند تا به عنوان مثال انرژی فازی کاهش سرعت اتوبوس را بازیابی کنند تا از این انرژی در هنگام شتابگیری مجددا استفاده شود. اخیرا نیروی دریایی ایالات متحده یک باتری مکانیکی قدرتمند را براساس همین اصل ساخته است. این نوع باتری می‌تواند برای تامین انرژی سلاح‌های لیزری یا توپ‌های الکترومغناطیسی و یا حتی برای ذخیره انرژی در خانه‌ها نیز استفاده شود.
لیتیوم در مقابل فلایویل
ژنراتورهای الکتریکی معمولی توان پایداری را ارائه می‌کنند، اما نمی‌توان آنها را برای ایجاد موج‌های کوتاه قدرت، برای سلاح‌های انرژی هدایت‌شده و توپ‌های الکترومغناطیسی ضروری است، تقویت کرد. برای این کار نیروی دریایی ایالات متحده در حال حاضر از باتری‌های لیتیوم یونی استفاده می‌کند. که متاسفانه بزرگترین نقطه ضعف آنها سرعت بالا در تخلیه است، اما از آن مهم‌تر خطراتی برای کشتی‌های جنگی نیز دارند: آنها حاوی مواد خطرناکی هستند و ممکن به دلیل افزایش دما آتش بگیرند. علاوه بر این باتری‌های معمولی (شیمیایی) در دماهای بالا و پایین عملکرد خوبی ندارند.
برای حل این مشکلات، محققان شرکت ویشوا روبوتیک «Vishwa Robotics» در ایالت ماساچوست و همچنین دانشگاه فناوری ماساچوست (MIT) باتری مکانیکی را طراحی کردند که از مجموعه‌ای از فلایویل‌ها استفاده می‌کند که در یک جعبه دیسکی شکل قرار گرفته‌اند. فلایویل‌ها معمولا توان کافی برای رقابت با باتری‌های شیمیایی را ندارند اما این باتری مکانیکی جدید دارای برخی ویژگی‌های نوآورانه است. برای شروع می‌توان به این نکته اشاره کرد که آنها از مجموعه‌ای از واحدهای اینرسی کوچک به جای یک چرخ فلایویل بزرگ استفاده کرده‌اند.
ظرفیتی بیشتر از باتری‌های لیتیومی در وزن یکسان
بهارگاو گجار «Bhargav Gajjar» مدیریت ویشکا روبوتیکس توضیح داده: «با کاهش ابعاد هر سلول می‌توان به این نتیجه رسید که هرکدام از آنها بسیار سریع‌تر بچرخند و انرژي بیشتری تولید کنند». بلبرینگ‌های اینچنینی باعث کارآمدتر و مقرون به‌صرفه‌تر شدن مجموعه باتری می‌شود. به گفته گجار، این طرح می‌تواند انرژی بیشتری نسبت به باتری لیتیوم یونی با همان وزن ذخیره کند و بدون خطر حرارتی که انواع لیتیومی ایجاد می‌کنند، امکان آزاد کردن سریع انرژی را فراهم می‌کند. برای در نظر گرفتن این موضوع: یک دیزل ژنراتور 5 کیلوواتی را درنظر بگیرید که معمولاً با ابعادی در حد و اندازه یک ماشین لباسشویی است و بیش از 100 کیلوگرم وزن دارد. اما نمونه اولیه باتری مکانیکی 5 کیلوواتی دیسکی جدید با قطر ۱۰ اینچ عرضه شده و عرض نسخه پیشرفته‌تر آن حتی کمتر از ۸ اینچ خواهد بود. چندین باتری را می‌توان روی هم قرار داد تا سلاح‌های پرقدرت بیشتری مانند لیزرهای ضدپهپاد را پشتیبانی کند.
گجار توضیح داد که در حال حاضر دستگاه‌های تبدیل و ذخیره انرژی موجود که می‌توانند سیستم‌های تسلیحاتی کشنده که می‌توانند به عنوان باتری پهپادهای دوربرد استفاده شوند، دو مشکل دارند. آنها از مواد شیمیایی انفجاری ساخته شده‌اند و ابعاد بسیار بزرگی دارند. این دو مشکل استفاده از این تسلیحات روی کشتی‌ها، زیردریایی‌ها، وسایل نقلیه آبی و سیستم‌های بدون سرنشین دریایی را بسیار دشوار می‌کند».
ظرفیت‌های استفاده خانگی باتری فلایویل
نرم‌افزار اختصاصی را می‌توان برای مانیتور کردن و مدیریت فلایویلی استفاده کرد و براساس تقاضا از چرخ‌های مختلفی انرژی گرفت. به گفته گجار باتری‌های مکانیکی برای مصارف خانگی نیز مناسب است. گجار توضیح داد: «یک نمونه اولیه کوچکتر از ۱۰ کیلووات ساعتی استفاده شود که در حال حاضر در گاراژ من در حال اجراست و تمام انرژی مورد نیاز برای خانه من را در شب تامین می‌کند. پنل‌های خورشیدی نصب شده روی پشت بام دستگاه را در طول روز شارژ می‌کنند». گجار توضیح می‌دهد که فلایویل یک وسیله مکانیکی ساده است و برای ساخت آن به مواد کمیاب نیاز نیست، بنابراین می‌توان آن را با هزینه کم تولید کرد. او می‌گوید باتری‌های شیمیایی پس از چند صد دوره شارژ/دشارژ کارایی خود را از دست می‌دهند، اما باتری‌های مکانیکی بعد از ده‌ها هزار چرخه هیچ اثری از خود نشان نمی‌دهند و می‌توانند برای چندین دهه دوام بیاورند.
کیت پولن از دانشگاه لندن معتقد است که باتری مکانیکی برای کاربردهایی که نیاز به افزایش ناگهانی انرژی دارند، مناسب به نظر می‌رسد. اما او شک دارد که آنها نسبت به باتری‌های لیتیوم یونی با همان وزن قدرت بیشتری تولید می‌کنند. هدف اصلی نیروی دریایی دستیابی به ایمنی بهتر نسبت به باتری‌های شیمیایی است، اگرچه در گذشته سوانح قابل توجهی به خاطر باتری‌های فلایویلی وجود داشته، اما عمده آنها به خاطر زمانی بوده که قطعاتی از آنها به دلیل خرابی پرتاب می‌شدند یا در داخل دریا جدا می‌شدند و باعث ایجاد جراحت در اشخاص می‌شوند.
پالن اعلام کرد: «فلایویل‌ها در حال حاضر به خطرناک بودن شهرت دارند. اما اگر به درستی طراحی شوند از باتری‌های شیمیایی هم ایمن‌تر هستند». نیروی دریایی ایالات متحده ماه گذشته قرارداد توسعه دو ساله برای باتری‌های مکانیکی منعقد کرد که شامل تست عملکرد و ایمنی تحت شرایط مختلف خواهد بود. این دستگاه برای تامین انرژی نه تنها برای سلاح‌ها، بلکه برای حسگرها و نیروی محرکه نیز امکان‌پذیر است. به عنوان مثال در زیردریایی‌های بدون سرنشین و برای تامین برق اضطراری نیز گزینه خوبی ارزیابی می‌شود.
کاربردهای دیگر باتری‌های فلایویل
بزرگترین سیستم باتری‌های فلایویل اروپا که در بریتانیا احداث شده، قرار است به شبکه برق ایرلند نیز متصل شود تا بتواند به تقاضای رو به افزایش برق در این کشور نیز کمک کند. در این پروژه مهندسانی از دانشگاه‌های شفیلد، شوانگارد انرژی و آداپتینگ بالانس شرکت داشتند. این پروژه ۴ میلیون یورو هزینه داشته و ۲.۹ میلیون یورو را برای برنامه آتی در افق ۲۰۲۰ اتحادیه اروپا تامین خواهند کرد. در این پروژه یک سیستم ذخیره‌سازی انرژی باتری هیبرید فلایویل برای پایداری فشار در زیرساخت‌های شبکه برق موجود در اتحادیه اروپا به کار گرفته می‌شود.
انتظار می‌رود که با تولید این نوع تجهیزات در ایالات متحده و اروپا و اثبات مقرون به‌صرفه بودن و قابلیت استفاده از این تکنولوژی، ذخیره‌سازهای فلایویلی بخش اعظمی از بازار جهانی ذخیره انرژی را در اختیار خواهد گرفت. باتوجه به اینکه این مصارف جدید هنوز در تمام ابعاد آن مورد بررسی قرار نگرفته، نمی‌توان انتظار استفاده گسترده از آن را داشت، اما با پیشرفت زمان می‌توان شاهد پیشرفت‌های بیشتری از این بابت بود.
