[tagline]Strom von der Sonne[/tagline] Photovoltaik bezeichnet die Umwandlung von Sonnenenergie in elektrische Energie mit Hilfe von Solarzellen.
Seit den 1960er Jahren wird sie zur Stromerzeugung in der Raumfahrt eingesetzt, aber sie findet mittlerweile auch in großem Maße Anwendung für die Stromerzeugung in privaten Haushalten oder als Insellösung für Orte, die nicht an das öffentliche Stromnetz angeschlossen sind. Die Anwendungsmöglichkeiten von Photovoltaikanlagen sind breit gefächert: vom Solartaschenrechner über Parkscheinautomaten bis hin zur autarken Versorgung ganzer Dörfer.

Photovoltaikanlagen bestehen hauptsächlich aus Solarzellen, die zu Modulen verbunden werden. Solarmodule haben etwa eine Fläche von 1-1,5 m² und wiegen etwa 15-20 kg. Eine Abdeckung aus Glas schützt die Solarzellen vor äußeren Einflüssen. Die Leistungsfähigkeit von Solarmodulen wird in der Einheit Watt peak (Wp) angegeben. Der Wert entspricht der Menge Energie, die ein Solarmodul in einer bestimmten Zeit unter standartisierten Bedingungen erzeugen kann. Eine effektive Leistung von zirka 2,5 kWp deckt dabei den gesamten Energiebedarf eines durchschnittlichen Haushalts. Der erzeugte Strom wird entweder direkt genutzt, in das Stromnetz eingespeist oder in Akkumulatoren zwischengespeichert.

Solarzellen bestehen aus einer dünnen Siliziumscheibe, die Solarenergie in elektrischen Strom umwandelt. Die zwei gebräuchlichsten Solarzellenarten sind monochristalline und polykristalline Solarzellen, die sich in ihren strukturellen Eigenschaften und somit auch in den Produktionskosten und Wirkungsgraden unterscheiden. Monokristalline Solarzellen erreichen einen Wirkungsgrad von etwa 14-20 %. Die Kosten für die Herstellung sind relativ hoch. Polykristalline Solarzellen erzielen einen Wirkungsgrad von maximal 13-17 %. Die Kosten für die Herstellung ist dafür geringer als für monokristalline Zellen.

Die Solarmodule sind somit auch der Hauptkostenfaktor einer Photovoltaikanlage. Durch den technologisch aufwendigen Herstellungsprozess und die Verwendung teurer Ausgangsmaterialien sind die Kosten zwar grundsätzlich recht hoch, aber seit einigen Jahren sinken die Preise. Die Kosten variieren dabei auf Grund der verschiedenen Qualitäten erheblich. Für die Solarmodule muss man mit Kosten von etwa 400-450 EUR pro Quadratmeter rechnen, was 75-80 % der Gesamtkosten ausmacht. Je nach Anlage fallen weitere Kosten für die Planung und Montage, Wechselrichter oder Akkumulatoren, Verkabelung und Unterkonstruktion an. Es entstehen in der Regel nur minimale Folgekosten.

Die Stromerzeugung mit Solarenergie hat unbestreitbare Vorteile. Das genutzte Sonnenlicht steht in unbegrenztem Maße und kostenlos zur Verfügung. Durch ihren modularen Aufbau können Photovoltaikanlagen beliebig erweitert werden. Ihr Betrieb ist umweltfreundlich, es entstehen keine klimaschädlichen Emissionen und für den Betrieb muss der Anlage keine Energie zugeführt werden. Photovoltaikanlagen haben eine lange Nutzungsdauer (über 25 Jahre) und sind praktisch wartungsfrei. Durch ihren modularen Aufbau sind Photovoltaikanlagen beliebig erweiterbar.

Die Errichtung und der Betrieb von Photovoltaikanlagen wird vom Staat durch verschiedene Programme gefördert. Wenn der Betreiber den erzeugten Strom ins Stromnetz einspeist, bekommt er insgesamt 20 Jahre lang eine durch das Erneuerbare-Energie-Gesetz (EEG) festgelegte Einspeisevergütung. Betreiber von Photovoltaikanlagen können unter bestimmten Voraussetzungen steuerliche Vorteile geltend machen. Des Weiteren bietet die KfW-Förderbank diverse Darlehensprogramme zur Errichtung solcher Anlagen an. Darüber hinaus gibt es in einigen Bundesländern zusätzliche Förderprogramme.