Photovoltaik (PV) ist der Begriff für die Umwandlung von Licht in Elektrizität unter Verwendung von Halbleitermaterialien, die den photovoltaischen Effekt zeigen. Ein typischer Einsatz dieser Technologie sind Solarmodule, die aus Solarzellen bestehen, die Solarstrom erzeugen. Sie können auf nach Süden ausgerichteten Dächern, Wänden oder am Boden installiert werden und können fest installiert werden oder über einen Solar-Tracker verfügen, der dem Verlauf der Sonne folgt. Die Installation von Solarmodulen ist sowohl für private als auch für gewerbliche Nutzer von großem Vorteil, da die in Strom umgesetzte Sonnenenergie an den Energieversorger verkauft werden kann. Der Einspeisetarif kann die Stromkosten und die Kosten für die Installation von Solarmodulen senken.
Der Vorteil dieser Art von Energiequelle ist, dass es sich um saubere Energie handelt, also keine Verschmutzung und keine Treibhausgasemissionen verursacht. Es ist jedoch abhängig von direktem Sonnenlicht, so dass etwa 10 % bis 25 % verloren gehen, wenn kein Tracking-System verwendet wird.
Die Solarzellen in einem Solarmodul erzeugen aus Sonnenlicht Gleichstrom. Die Solarmodule bestehen aus mehreren Solarzellen, die Schichten aus Photovoltaikmaterial, meist Silizium, enthalten. Wenn Sonnenlicht auf die Zellen scheint, erzeugen sie ein elektrisches Feld über den Schichten. Je mehr Sonnenlicht es gibt, desto mehr Strom wird produziert.
Mit Solarwechselrichtern wird dann der elektrische Strom von Gleichstrom auf Wechselstrom umgestellt. Der Strom wird dann über Kupfer-Solarkabel übertragen, die Module, Arrays und Teilfelder verbinden.
Die meisten Photovoltaik-Solarzellen werden für die netzgekoppelte Stromerzeugung verwendet, können aber auch verwendet werden auf:
Photovoltaik-Solarmodule sind oft auf den Dächern von Häusern zu sehen. Typischerweise erzeugen Hausdachanlagen rund 5 kWh bis 10 kWh Energie, während kommerzielle Hausdachanlagen mehrere hundert Kilowatt erzeugen können. Ländliche Dörfer in Entwicklungsländern, die keinen Zugang zu Netzstrom haben, nutzen ebenfalls Solarmodule zur Errichtung von Solarparks.