Der Begriff Photovoltaik ist eine Zusammensetzung aus dem griechischen Wort für „Licht“ und der Einheit für elektrische Spannung, „Volt“. Seit der deutschen Rechtschreibreform ist auch die Schreibweise „Fotovoltaik“ möglich. Photovoltaik ist ein Teilbereich der Solartechnik und bezeichnet die direkte Umwandlung von Lichtenergie mittels Solarzellen in elektrische Energie. Dieser Umwandlungsprozess beruht auf dem Photoeffekt, der bereits 1839 von dem französischen Physiker Alexandre Bequerel entdeckt wurde. Als Photoeffekt bezeichnet man die Freisetzung von positiven und negativen Ladungsträgern in einem Festkörper mittels Lichteinstrahlung.

Inselanlagen und Stromspeicherung
Stromerzeugung durch Solarzellen ist vom Sonnenlicht abhängig und somit nicht konstant. Um ein aufwendiges Zwischenspeichern des Stroms zu vermeiden, bietet es sich an, Strom aus Photovoltaikanlagen direkt in das Stromnetz einzuspeisen. Häufig wird diese Technik aber auch für mobile Anwendungen ohne Anbindung an ein Stromnetz genutzt, sogenannte „Inselanlagen“. Das können kleine Anlagen wie in Parkscheinautomaten, Taschenrechnern oder elektrischen Weidezäunen sein, aber auch größere wie an Satelliten oder Solarfahrzeugen. Solche Inselanlagen sind mit Akkus ausgestattet, die den erzeugten Strom speichern und bei Bedarf wieder abgeben. So ist die Stromversorgung auch nachts oder bei nicht ausreichender Sonneneinstrahlung gesichert.

Südliche Länder mit Vorteilen
Aufgrund der hohen Sonneneinstrahlung ist die Stromerzeugung durch Photovoltaikanlagen vor allem in südlichen Gebieten und Ländern in der Nähe des Äquators lohnend. In Entwicklungsländern ohne ausreichend ausgebaute Stromnetze und in entlegenen Gebirgsregionen ist Photovoltaik zudem eine kostengünstige und umweltfreundliche Alternative zur Stromerzeugung mit Dieselgeneratoren.

Solarzellen MontageSolarzellen zur Stromerzeugung
Moderne Solarzellen für Photovoltaikanlagen bestehen aus Halbleitermaterialien, in der Regel aus Silizium. Halbleiter sind Materialien, die unter dem Einfluss von Licht oder Wärme elektrisch leitfähig werden, bei niedrigen Temperaturen dagegen isolierend wirken. Silizium bietet darüber hinaus den Vorteil, dass es in der Erdrinde in ausreichenden Mengen vorhanden ist und umweltverträglich verarbeitet werden kann.

Netzparität
Im Zuge des Klimaschutzes und drohender Resourcenknappheit wird die Stromerzeugung durch Photovoltaikanlagen in immer mehr Ländern auch seitens der Politik gefördert. Regelungen wie gesetzliche Preisgarantien sollen das Betreiben solcher Anlagen auch wirtschaftlich interessant machen. In Ländern wie Spanien, Portugal, Italien und Deutschland, auf Hawaii und in Nordkalifornien wurde beim Haushaltsstrom bereits eine Netzparität erreicht. Das heißt, für den Endverbraucher verursacht selbst erzeugter Strom aus einer Photovoltaikanlange die gleichen Kosten, wie der Bezug von Strom über einen Anbieter aus dem Stromnetz. Grund dafür sind die gestiegenen Preise der Stromanbieter einerseits und die stark gefallenen Preise für Photovoltaikanlagen andererseits.

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