Lester Pelton发明了一种自由喷射式水轮机，称为Pelton轮或Pelton水轮机。这台涡轮机用于水力发电。这是一项原始的绿色技术，用落水的力量取代煤炭或木材。

莱斯特·佩尔顿和佩尔顿水轮机

莱斯特·佩尔顿1829年出生于俄亥俄州的维米利恩。1850年，他在淘金热期间移民到加利福尼亚州。佩尔顿以木匠和磨坊匠为生。

当时，对新能源的需求很大，以运行扩建金矿所需的机械和磨机。许多矿井依靠蒸汽机，但这些矿井需要消耗殆尽的木材或煤炭。丰富的是来自快速流动的山涧和瀑布的水力。

曾被用来为面粉厂提供动力的水车在较大的河流上工作得最好，在移动速度较快、体积较小的山涧和瀑布上工作得不好。最有效的是使用带杯轮而不是平板的新型水轮机。水轮机的标志性设计是高效水斗轮。

WF斯坦福大学的杜兰德（Durand）在1939年写道，Pelton是在观察到一个未对准的水轮机时发现的，在那里，水射流击中了杯子的边缘，而不是杯子的中间。涡轮机移动得更快。Pelton将其融入到他的设计中，在一个双杯的中间有一个楔形分配器，使射流分裂。现在，从分体式杯的两半喷出的水推动车轮加速。他在1877年和1878年测试了他的设计，并于1880年获得专利。

1883年，Pelton涡轮机赢得了加利福尼亚州格拉斯山谷爱达荷矿业公司举办的最高效水轮涡轮机竞赛。Pelton的涡轮机被证明效率为90.2%，而他最接近的竞争对手的涡轮机效率仅为76.5%。1888，Lester Pelton在旧金山成立了Pelton水轮公司，开始大规模生产新的水轮机。

直到1920年Eric Crewdson发明了Turgo脉冲轮，Pelton水轮机才成为标准。然而，Turgo脉冲轮是基于Pelton水轮机的改进设计。Turgo比Pelton更小，制造成本更低。另外两个重要的水力发电系统包括泰森涡轮机和班基涡轮机（也称为米歇尔涡轮机）。

冲击轮被用于为世界各地的水电设施提供电力。内华达州的一家工厂60年来的发电量为18000马力。最大的机组可以产生超过400兆瓦的功率。

水电

水力发电将流水的能量转化为电能或水力。发电量取决于水的体积和大坝产生的“水头”（发电厂涡轮机到水面的高度）。流量和水头越大，产生的电就越多。

落水的机械力是一种古老的工具。在所有发电的可再生能源中，水电是最常用的。它是最古老的能源之一，数千年前被用来转动桨轮，用于研磨谷物等目的。18世纪，机械水力发电广泛用于铣削和泵送。

1880年，密歇根州大急流城的狼獾椅工厂用水轮机为16盏电刷弧光灯供电，首次将水电用于工业发电。1882年9月30日，美国第一座水力发电厂在威斯康星州阿普尔顿附近的福克斯河上建成。在此之前，煤是唯一用于发电的燃料。早期的水电站是在1880年至1895年间为电弧和白炽灯供电而建造的直流电站。

由于水电的来源是水，因此水电站必须位于水源上。因此，直到远距离输电技术发展出来，水力发电才得到广泛应用。到20世纪初，水力发电占美国电力供应的40%以上。

从1895年到1915年，水电设计发生了迅速的变化，建造了各种各样的电站。第一次世界大战后，水力发电厂的设计变得相当标准化，20世纪20年代和30年代的大部分发展都与火力发电厂和输配电有关。