La adopción de sistemas fotovoltaicos residenciales (PV) para mitigar los efectos del cambio climático ha sido incentivada en los últimos años por políticas gubernamentales. Debido a los impactos de estos sistemas en la mezcla energética y la red eléctrica, es esencial comprender cómo se expandirán estas tecnologías en áreas urbanas. Para satisfacer esa necesidad, este artículo presenta un método innovador para modelar la difusión de sistemas fotovoltaicos residenciales en entornos urbanos que emplea análisis espacial y características urbanas para identificar residencias a nivel de subárea con potencial para instalar sistemas PV, junto con análisis temporal para proyectar el crecimiento en la adopción de estos sistemas con el tiempo. Este enfoque integra características urbanas como la densidad de población, datos socioeconómicos, conciencia ambiental pública, disponibilidad de espacio en los techos e interés de la población en nuevas tecnologías. Se comparan los resultados de la difusión de sistemas PV en una ciudad brasileña con datos reales de adopción. Los resultados se presentan en mapas temáticos que muestran la distribución espacio-temporal de posibles adoptantes de sistemas PV. Esta información es esencial para crear planes eficientes de descarbonización porque, aunque muchos hogares pueden costear estos sistemas, el interés en nuevas tecnologías y el conocimiento de los beneficios de la energía limpia también son necesarios para su adopción.