Wenn Sonnenenergie direkt in elektrische Energie umgewandelt wird, spricht man in der Solartechnik von Photovoltaik (auch Fotovoltaik geschrieben). Dies geschieht mittels Solarzellen, wie wir sie häufig auf Hausdächern oder Taschenrechnern finden können. Der Name Photovoltaik stammt aus dem Griechischen. Die Wissenschaft ist bemüht, die Sonne als umweltfreundlichen Energielieferanten frei Haus immer mehr auch zur Stromerzeugung einzusetzen.
Der photovoltaische Effekt wurde schon 1839 von dem französischen Physiker Alexandre Edmond Becquerel entdeckt und später von Albert Einstein wissenschaftlich erklärt. Die ersten Anwendungen von Photovoltaikzellen fanden sich seit den 50ger Jahren in Telefonverstärkern und in der Satellitentechnik. Sie erfuhren eine immer stärkere Bedeutung in der Raumfahrt. Mittlerweile wird Sonnenenergie auch als wichtiger Stromlieferant für die Industrie und Haushalte genutzt. Man arbeitet daran, organischen Solarzellen in Folien einzubetten, um damit einmal z.B. Fenster beschichten zu können.
Photovoltaikanlagen wandeln die Energie der Sonne in Solarstrom mit Hilfe von Solarmodulen um, die gewöhnlich als Solarzellen bezeichnet werden. Dieser Strom kann nun an Ort und Stelle genutzt oder in Akkumulatoren gespeichert werden. Er ist darüber hinaus aber auch zur Einspeisung in die Stromnetze geeignet und trägt neben Strom, der z.B. aus Wind- und Wasserkraft gewonnen werden kann, zu einem Teil des Strommixes und damit zu einem umweltfreundlichen Teil an Ökostrom aus unseren Steckdosen bei, nachdem die Gleichspannung über sogenannte Wechselrichter in Wechselspannung umgewandelt wurde.
Verbundeinlagen speisen den erzeugten Strom direkt in das Verbundnetz ein, wo er sofort verbraucht wird. Leider sind die Herstellungskosten der Solarmodule in Deutschland noch ziemlich teuer, und die Sonne scheint auch nicht jeden Tag, so dass die Energiemenge, die täglich eingespeist werden kann, ständig schwankt, da sie von der Jahres- und Tageszeit sowie den Wetterverhältnissen abhängig ist. Dennoch ergibt sich eine sehr hohe Betriebssicherheit, weil Photovoltaikanlagen breit gestreut sind.
Ob Solarstrom in der Zukunft umfangreicher eingesetzt werden kann, hängt also einmal davon ab, wie gut er speicherbar sein wird. Andere sonnigere Länder wie Indien, Australien, Chile oder Kalifornien können bereits weitaus mehr von diesem Gratis-Energielieferanten Sonne profitieren. In den letzten Jahren konnte man allerdings auch hier bei uns eine immer stärkere Nachfrage für Ökostrom erleben. Besonders das Erneuerbare-Energien-Gesetz haben zu einem Boom bei der Errichtung von Photovoltaikanlagen in Deutschland geführt. Es besteht zu erwarten, dass die Nachfrage durch ein erweitertes Umweltbewusstsein und verantwortungsvolles Konsumentenverhalten weltweit nach der Atomkatastrophe in Japan drastisch zunehmen wird.