إذا كنتَ بحاجة إلى توفير المياه ضمن نطاق لا تستطيع الشبكة توفيره، فإن الطاقة الشمسية قادرة على حل المشكلة. تُعد مضخات الطاقة الشمسية (الكهروضوئية) بديلاً عن محركات الاحتراق وطواحين الهواء والمضخات اليدوية. هناك آلاف من مضخات المياه الشمسية قيد التشغيل في جميع أنحاء العالم. تعمل هذه المضخات بكفاءة عالية عندما تكون الشمس ساطعة، حيث يكون الطلب على الطاقة الشمسية في ذروته.

تستخدم الألواح الشمسية (PV) خلايا سيليكون بدون أجزاء متحركة لتوليد الكهرباء من ضوء الشمس. وتُنتج بكميات كبيرة منذ عام ١٩٧٩. وتتميز بموثوقيتها العالية، حيث تقدم معظم الشركات المصنعة ضمانًا لمدة ٢٥ عامًا، ويتجاوز عمرها الافتراضي ٣٠ عامًا. وتعمل بكفاءة عالية في الأجواء الباردة والحارة. صُممت مضخة المياه الشمسية خصيصًا لاستخدام التيار المستمر الناتج عن الوحدة الكهروضوئية. يجب أن تعمل المضخة في ظروف الإضاءة المنخفضة، حيث تنخفض الطاقة، دون توقف أو ارتفاع في درجة الحرارة. تستخدم المضخة صغيرة الحجم آلية إزاحة موجبة (حجم) لإغلاق التجويف المائي ودفعه لأعلى.

حتى مع بطء الضخ، يمكن الحفاظ على قدرة الرفع. تشمل هذه الآليات مضخات الحجاب الحاجز، ومضخات الريش، ومضخات المكبس. وهي تختلف عن مضخات الطرد المركزي التقليدية التي تتطلب دورانًا سريعًا للعمل بفعالية. تُستخدم مضخات الطرد المركزي حيثما يكون هناك حاجة إلى تدفق أكبر. المضخات السطحية هي مضخات مثبتة على الأرض. تعمل المضخة الأرضية بشكل جيد عند سحب المياه من خلال منفذ شفط يقل عمقه عن 10 أو 20 قدمًا. المضخة الغاطسة هي مضخة تُخفض في الماء. تستخدم معظم الآبار العميقة مضخات غاطسة. وحدة تحكم المضخة (وهي مكثف تيار خطي) هي الجهاز الإلكتروني المستخدم في معظم مضخات الطاقة الشمسية. تعمل كعلبة تروس أوتوماتيكية وتساعد المضخة على بدء التشغيل وتمنعها من التوقف في ضوء الشمس الضعيف. تحتوي بعض وحدات التحكم أيضًا على وظائف أخرى، مثل توفير أطراف لمفاتيح التعويم لإيقاف تشغيل المضخة عند امتلاء الخزان، وتوفير حماية من الجهد الزائد. عندما تتحرك الشمس في السماء خلال النهار، يمكن استخدام أجهزة تتبع الطاقة الشمسية لإمالة مجموعة الألواح الكهروضوئية. يمكن أن يزيد هذا من مكاسب الطاقة اليومية بنسبة تصل إلى ٥٥٪. في حال زيادة ساعات ذروة أشعة الشمس، يمكن استخدام مضخات وأنظمة طاقة أصغر حجمًا.

في الأيام المشمسة، يكون تأثير التتبع في أفضل حالاته. أما في الطقس الغائم وفصول الشتاء القصيرة، فلا يكون التأثير جيدًا. مع ذلك، في السنوات الأخيرة، انخفضت تكلفة الألواح الشمسية بشكل كبير، بحيث أصبحت إضافة المزيد من الألواح الشمسية أكثر فعالية من حيث التكلفة من إضافة أجهزة التتبع. بالإضافة إلى ذلك، ولأن جهاز التتبع يحتوي على أجزاء متحركة، فإنه غالبًا ما يحتاج إلى إصلاحات بعد بضع سنوات. التخزين مهم جدًا. قد يتطلب التخزين مدة تتراوح بين ثلاثة وعشرة أيام، حسب المناخ واستهلاك المياه. تستخدم معظم الأنظمة خزانات تخزين لسهولة الاستخدام وتوفير الطاقة. في حالات أخرى، يمكن إضافة بطاريات إلى النظام. تُخزن الطاقة الكهربائية المولدة من وحدة الطاقة الشمسية في بطارية دورة عميقة، مما يسمح بتشغيل المضخة في الأيام غير المشمسة.

أضف مفتاح تعويم إلى النظام، وعند امتلاء خزان المياه، يُمكن إيقاف تشغيل المضخة لمنع فيضانها. لا تزال طاحونة الهواء، التي استُخدمت لضخ المياه قديمًا، ظاهرة في مجالات رؤية متعددة. مؤخرًا، حلت المضخات الشمسية محل طواحين الهواء في تطبيقات مضخات المياه. وقد أثبتت الحقائق أن أنظمة الطاقة الشمسية الصغيرة رخيصة وسهلة التركيب والصيانة. كما توفر الألواح الشمسية مصدرًا أكثر استقرارًا للمياه؛ إذ يُمكن تركيبها في الوديان ومناطق الغابات ذات الرياح المحدودة. ويمكن وضع مصفوفة الألواح الكهروضوئية على مسافة معينة من المضخة نفسها، حتى على مسافات تصل إلى مئات الأقدام (100 متر).