펠턴 터빈은 소규모 수력 발전에 흔히 사용되는 터빈으로, 수원지의 수두가 낮고 유량이 적을 때 가장 효율적으로 작동합니다. 펠턴 터빈은 가장 작은 마이크로 수력 시스템부터 10MW급 소형 발전 설비보다 훨씬 큰 규모까지 다양한 크기로 제작됩니다.
작동 원리를 살펴보면, 물줄기가 곡선형 버킷 날개에 부딪히면서 물의 속도 방향이 버킷의 윤곽을 따라 변하게 됩니다. 물의 충격 에너지는 버킷과 휠 ​​시스템에 토크를 발생시켜 휠을 회전시키고, 물줄기 자체는 U턴하여 버킷의 바깥쪽으로 감속된 채 배출됩니다. 이 과정에서 물줄기의 운동량은 휠을 거쳐 터빈으로 전달됩니다. 즉, 충격 에너지가 터빈에 일을 하는 것입니다. 최대 출력과 효율을 위해 휠과 터빈 시스템은 물줄기의 속도가 회전하는 버킷 속도의 두 배가 되도록 설계됩니다. 물줄기의 원래 운동 에너지 중 아주 작은 부분만 물에 남아 있게 되므로 버킷은 채워지는 속도와 같은 속도로 비워지게 되어 고압의 유입 유량이 에너지 낭비 없이 지속적으로 공급될 수 있습니다. 일반적으로 두 개의 버킷이 휠에 나란히 장착되어 물줄기를 두 개의 동일한 흐름으로 나눌 수 있습니다. 이는 휠에 작용하는 측면 하중의 균형을 맞춰주고, 물줄기의 운동량이 터빈 휠로 원활하고 효율적으로 전달되도록 돕습니다.