Para maior eficiência do sistema, os painéis fotovoltaicos devem ser instalados em posição e altura determinadas de acordo com a localização da construção. Além disso, é necessário calcular a quantidade de energia demandada e a radiação solar recebida a fim de definir o modelo e o tamanho dos painéis. A instalação requer, ainda, inversores (para transformar a corrente elétrica direta em alternada) e baterias (no caso dos sistemas off-grid, em que é preciso armazenar a energia gerada ao longo do dia).

Sistemas fotovoltaicos são utilizados em residências como forma de economia de energia quando há legislação regulamentando quanto a venda do excedente gerado para a rede elétrica, o que é convertido em créditos para uso próprio. No Brasil, a ANEEL aprovou a regulamentação intitulada resolução normativa que permite a conexão de um sistema residencial e viabiliza o investimento através do sistema de compensação energético. Portanto, hoje já é permitido e viável a instalação de um sistema fotovoltaico residencial.

Nos dias de hoje, a busca por iniciativas ecológicas e sustentáveis por parte das empresas é grande. Como a tecnologia é relativamente nova no Brasil e a popularização no futuro é inevitável, a instalação hoje de um sistema solar, além de atrair a atenção da mídia, pode ser utilizada para a geração de material publicitário e campanhas de marketing, o que trazem retornos consideráveis, além da economia gerada através do sistema de compensação energético da resolução normativa aprovada pela ANEEL.

Também é possível, no caso de sistemas conectados a rede, disponibilizar na internet quanto da própria energia a empresa está gerando e qual está sendo a redução na emissão de gás carbônico na atmosfera.

A interação entre o silício e a luz solar, que gera a energia fotovoltaica, não produz resíduos. Por isso, ela é considerada uma fonte de energia limpa ou ecológica. Além disso, a radiação solar é abundante e inesgotável, com grande potencial de utilização, enquanto o silício, principal semicondutor utilizado nos painéis fotovoltaicos, é o segundo elemento mais encontrado na superfície terrestre. Ou seja: é uma solução energética sustentável.

À parte do investimento inicial, com compra e instalação do equipamento, a energia elétrica gerada pelo sistema fotovoltaico não tem outros custos, dado que os painéis demandam pouca manutenção. Com a evolução tecnológica, o prazo de retorno deste investimento inicial está cada vez menor.

Além disso, a energia solar é financeiramente autossuficiente e mais segura. A energia fotovoltaica também é a solução mais barata para a eletrificação de grandes propriedades rurais formadas por sistemas elétricos dispersos. Outro uso bastante viável, principalmente para a iniciativa pública, é a eletrificação de comunidades remotas.

Existem, basicamente, dois usos dos raios solares como fonte de energia: o térmico e o elétrico. O primeiro pode ser feito de forma passiva, através de técnicas modernas de arquitetura e construção que permitem maior iluminação natural aos ambientes, ou com o auxílio de coletores ou concentradores solares – nestes casos, porém, a função da energia gerada é basicamente aquecer a água.

Já a conversão da energia solar em elétrica pode ocorrer por processo termoelétrico ou fotoelétrico. O termoelétrico é conseguido através da junção de dois materiais semicondutores que, quando aquecidos pelo sol, provocam uma diferença de potencial entre as extremidades, gerando corrente elétrica; mas seu rendimento é baixo e o custo do material, muito elevado, o que inviabiliza o uso comercial. O processo fotoelétrico, por sua vez, converte os fótons contidos na luz solar em energia elétrica, através do uso dos painéis fotovoltaicos, formados por células solares.