Esta es una de las aplicaciones de la energía solar que ha ganado mucho impulso en los últimos años. A medida que los costes de los paneles solares disminuyen y que más personas son conscientes de los beneficios financieros y medioambientales de la energía solar, la electricidad solar es cada vez más accesible. Aunque sigue siendo un porcentaje muy pequeño de la electricidad generada en Estados Unidos (1,9% en 2017), la electricidad solar está creciendo rápidamente (casi se ha triplicado en un periodo de tres años y ha aumentado un +40% con respecto a 2016), según la Administración de Información Energética de Estados Unidos.
Un sistema solar fotovoltaico distribuido suele instalarse en los tejados de los hogares o las empresas. Estos sistemas de energía solar generan electricidad para compensar el uso del propietario y enviar cualquier exceso de producción a la red eléctrica.
Una batería solar puede conectarse a su sistema de energía solar para permitirle usar la energía solar después de que el sol se ponga, alimentar un vehículo eléctrico durante la noche o proporcionar energía de reserva durante las emergencias. Algunos propietarios pueden optar por desconectarse completamente de la red con un sistema de energía solar y batería o un sistema de energía solar y generador.
En algunos casos, la energía solar fotovoltaica puede instalarse en una estructura adyacente, como un granero, o montarse en el suelo, y luego conectarse al contador mediante un cableado subterráneo.
Otros usos de la energía solar incluyen granjas solares fotovoltaicas a escala de servicios públicos que pueden generar suficiente electricidad para alimentar ciudades enteras. Una tecnología solar aún más eficiente es la energía solar concentrada (CSP). Una granja solar de concentración utiliza espejos para reflejar y concentrar la energía del sol hacia una torre u otro receptor, generando calor que puede alimentar una turbina para crear electricidad. Esa energía térmica puede almacenarse antes de alimentar un generador, lo que la convierte en una fuente de electricidad más flexible que la solar fotovoltaica. El mayor parque solar de ESTC del mundo es el proyecto Ivanpah, de 390 megavatios (MW), situado en el desierto de Mojave, en California, aunque una planta de ESTC aún mayor, de 580 MW, que se está construyendo en Marruecos, podría reclamar pronto ese título.