Si necesita suministrar agua dentro del rango que la red eléctrica no puede proporcionar, la energía solar puede resolver el problema. Las bombas solares (fotovoltaicas) son una alternativa a los motores de combustión, los molinos de viento y las bombas manuales. Hay miles de bombas de agua solares en funcionamiento en todo el mundo. Funcionan mejor cuando el sol está pleno, cuando la demanda solar es mayor.

Los módulos fotovoltaicos (PV) (es decir, paneles solares) utilizan células de silicio sin partes móviles para generar electricidad a partir de la luz solar. Se producen en masa desde 1979. Son tan fiables que la mayoría de los fabricantes ofrecen una garantía de 25 años, y su vida útil supera ampliamente los 30 años. Funcionan bien tanto en climas fríos como cálidos. La bomba de agua solar está especialmente diseñada para utilizar la corriente continua generada por el módulo fotovoltaico. La bomba debe funcionar en condiciones de baja iluminación, cuando la potencia se reduce, y no se detiene ni se sobrecalienta. La bomba de pequeño volumen utiliza un mecanismo de desplazamiento positivo (volumen) para sellar el agua en la cavidad e impulsarla hacia arriba.

Incluso bombeando lentamente, se puede mantener la capacidad de elevación. Estos mecanismos incluyen bombas de diafragma, bombas de paletas y bombas de pistón. Estas se diferencian de las bombas centrífugas convencionales, que requieren una rotación rápida para funcionar eficazmente. Las bombas centrífugas se utilizan donde se requiere un mayor caudal. Las bombas de superficie son bombas instaladas en el suelo. La bomba de tierra funciona bien al succionar agua a través de un puerto de succión a menos de 3 o 6 metros. Una bomba sumergible es una bomba que se sumerge en el agua. La mayoría de los pozos profundos utilizan bombas sumergibles. El controlador de la bomba (que es un intensificador de corriente lineal) es el dispositivo electrónico utilizado por la mayoría de las bombas solares. Actúa como una caja de cambios automática y ayuda a la bomba a arrancar y evita que se cale con poca luz solar. Algunos controladores también tienen otras funciones, como proporcionar terminales para interruptores de flotador que apagan la bomba cuando el tanque está lleno y proporcionar protección contra sobretensiones. Cuando el sol se mueve en el cielo durante el día, se pueden utilizar seguidores solares para inclinar el sistema fotovoltaico. Esto puede aumentar la ganancia energética diaria hasta en un 55 %. Si hay más horas de sol, se pueden utilizar bombas y sistemas de energía más pequeños.

En un día soleado, el efecto de seguimiento es óptimo. En días nublados e inviernos más cortos, el efecto no es tan bueno. Sin embargo, en los últimos años, el coste de los paneles solares ha bajado tanto que añadir más paneles solares suele ser más rentable que añadir seguidores. Además, dado que el seguidor tiene piezas móviles, suele necesitar reparaciones después de unos años. El almacenamiento es fundamental. Dependiendo del clima y del consumo de agua, puede requerirse un tiempo de almacenamiento de tres a diez días. La mayoría de los sistemas utilizan tanques de almacenamiento para simplificar y ahorrar. En otros casos, se pueden añadir baterías al sistema. La energía eléctrica generada por el módulo solar se almacena en una batería de ciclo profundo, lo que permite que la bomba funcione en días no soleados.

Al añadir un interruptor de flotador al sistema, cuando el tanque de agua se llena, la bomba se puede apagar para evitar el desbordamiento. El molino de viento, utilizado antiguamente para bombear agua, aún se puede ver en muchos campos de visión. Recientemente, en aplicaciones de bombeo de agua, las bombas solares han reemplazado a los molinos de viento. Los datos demuestran que los sistemas solares pequeños son económicos y fáciles de instalar y mantener. Los paneles solares también proporcionan un suministro de agua más estable; pueden instalarse en valles y zonas forestales con viento insuficiente. El sistema fotovoltaico puede colocarse a cierta distancia de la bomba, incluso a distancias de varios cientos de pies (100 m).