펠톤 휠은 소규모 수력 발전에 널리 사용되는 터빈으로, 저유량에서 가용 수원의 수두가 비교적 높을 때 펠톤 휠의 효율이 가장 높습니다. 펠톤 휠은 가장 작은 초소형 수력 발전 시스템부터 10MW급 소형 장치에 필요한 것보다 훨씬 큰 용량까지 다양한 크기로 제작됩니다.
작동 시, 물 분사가 윤곽이 있는 버킷 블레이드에 부딪히면 물의 속도 방향이 버킷의 윤곽을 따라 변경됩니다. 물의 충격 에너지는 버킷-휠 시스템에 토크를 가하여 휠을 회전시킵니다. 물의 흐름은 "유턴"하여 버킷 바깥쪽으로 빠져나가 저속으로 감속됩니다. 이 과정에서 물 분사의 운동량은 휠로 전달되고, 다시 터빈으로 이동합니다. 따라서 "충격" 에너지는 터빈에 작용합니다. 최대 출력과 효율을 위해 휠-터빈 시스템은 물 분사 속도가 회전하는 버킷 속도의 두 배로 설계됩니다. 물 분사의 원래 운동 에너지 중 매우 적은 비율만이 물에 남아 버킷이 채워지는 속도와 동일한 속도로 비워지도록 하여 고압 유입 흐름이 중단 없이 에너지 낭비 없이 지속될 수 있도록 합니다. 일반적으로 두 개의 버킷이 휠에 나란히 장착되어 물 분사를 두 개의 동일한 흐름으로 분할할 수 있습니다. 이를 통해 바퀴에 가해지는 측면 하중의 균형을 맞추고 유체 분사의 운동량을 터빈 바퀴로 원활하고 효율적으로 전달하는 데 도움이 됩니다.