El objetivo central de este trabajo es desarrollar una metodología para la implementación de sistemas solares fotovoltaicos (SSFV) en hoteles del Caribe. Se propone un análisis de la edificación para seleccionar y dimensionar el SSFV adecuado, considerando aspectos como el diseño de los soportes de los paneles, la disposición del SSFV y la red eléctrica. Posteriormente, se establece un procedimiento para evaluar tanto los aspectos económicos como medioambientales a nivel empresarial y nacional. Se destacan los resultados del estudio energético, donde el uso de machine learning revela la influencia significativa de la variable HDO*DG en el consumo energético del hotel, con un alto coeficiente de determinación R2 de 0.97. La propuesta de una línea meta conlleva un ahorro energético sustancial de 1,028 kWh, equivalente al 5.3 respecto a la línea base. Mediante un algoritmo genético se optimiza el ángulo de azimuth del SSFV, resultando en un aumento significativo del 14.75% en la producción de energía fotovoltaica (PV), con mejoras adicionales en la eficiencia y el área de instalación. Se efectúan dos valoraciones económicas: una centrada en el hotel y otra en los potenciales ahorros para el país por la reducción en la compra de combustibles. Los resultados indican un desafío financiero con una tasa interna de retorno negativo del -10%, un período de recuperación: 17 años y un valor actual neto de 20,000 USD para el hotel, mientras que a nivel nacional se proyecta un ahorro considerable de 225,990.8 USD por año. Además, se estima una significativa reducción de emisiones de carbono de 18,751.4 toneladas (tCO2). Este estudio integral proporciona una visión detallada de los beneficios y la viabilidad de la implementación de SSFV en el sector hotelero del Caribe, destacando su potencial para impulsar la sostenibilidad y la eficiencia energética en la región.