机械储能的应用形式只有抽水蓄能、压缩空气储能和飞轮储能。1、抽水蓄能。基本原理：电网低谷时利用过剩电力将作为液态能量媒体的水从低标高的水库抽到高标高的水库，电网峰荷时高标高水库中的水回流到下水库推动水轮机发电机发电。

特点：属于大规模、集中式能量储存，技术相当成熟，可用于电网的能量管理和调峰；效率一般约为 65%~75% ，最高可达80%~85%； 负荷响应速度快(10%负荷变化需10秒钟)，从全停到满载发电约5分钟，从全停到满载抽水约1分钟；具有日调节能力，适合于配合核电站、大规模风力发电、超大规模太阳能光伏发电。 

2、飞轮储能。基本原理：在一个飞轮储能系统中，电能用于将一个放在真空外壳内的转子即一个大质量的由固体材料制成的圆柱体加速（达几万转/分钟），从而将电能以动能形式储存起来 （利用大转轮所储存的惯性能量）。   

优点：寿命长（15~30年）；效率高（90%）；少维护、稳定性好； 较高的功率密度； 响应速度快（毫秒级）。缺点：能量密度低，只可持续几秒至几分钟； 由于轴承的磨损和空气的阻力，具有一定的自放电。 

3、压缩空气储能。基本原理：压缩空气储能采用空气作为能量的载体，大型的压缩空气储能利用过剩电力将空气压缩并储存在一个地下的结构（如地下洞穴），当需要时再将压缩空气与天然气混合，燃烧膨胀以推动燃气轮机发电。  

优点：机械储能中的压缩空气储能技术有调峰功能，适合用于大规模风场，因为风能产生的机械功可以直接驱动压缩机旋转，减少了中间转换成电的环节，从而提高效率。缺点：需要大的洞穴以存储压缩空气，与地理条件密切相关，适合地点非常有限； 需要燃气轮机配合，并要一定量的燃气作燃料，适合于用作能量管理、负荷调平和削峰；