Um die Energie der Sonnenstrahlen in sauberen Strom für unser Leben umzuwandeln, braucht man die Hilfe der Photovoltaik.
Grundsteine der Photovoltaikanlage sind die Photovoltaik-Zellen oder Solarzellen, dünne, meist quadratische Scheiben aus Silizium. Das Rohsilizium wird in einem aufwendigen Verfahren aus Quarzsand gewonnen. Die Zellen bestehen aus zwei unterschiedlich elektrisch aufgeladenen Siliziumschichten, getrennt durch eine sogenannte Grenzschicht. Die obere Siliziumschicht, die zur der Sonne ausgerichtet ist, ist negativ aufgeladen und verfügt über viele Elektronen. Die untere Schicht ist positiv aufgeladen, in dieser Schicht befinden sich wesentlich weniger Elektronen. Durch die unterschiedlichen elektrischen Eigenschaften entsteht ein Ladungsüberschuss, der ein elektrisches Feld generiert.
Scheint die Sonne auf die Photovoltaikzellen wird Ladung frei, es entsteht elektrische Spannung. Wird nun der Stromkreis zwischen den beiden unterschiedlich aufgeladenen Bereichen geschlossen, fließt nutzbarer Gleichstrom.
Bei den Solarzellen unterscheidet man im Übrigen zwischen mono- und polykristallinen Zellen. Es handelt sich hier um zwei verschiedene Fertigungsverfahren. In der Regel haben monokristalline Zellen einen höheren Flächenwirkungsgrad als polykristalline. Das bedeutet, dass pro m² Fläche etwas mehr Leistung installiert werden kann.
Zum Schutz gegen härteste Klimabedingungen sind die Zellen in der Regel zwischen Frontglas und einer rückseitigen Folie einlaminiert und dauerhaft versiegelt. Ein umlaufender Aluminiumrahmen gibt den Modulen die erforderliche Stabilität und ermöglicht die Montage auf einer Unterkonstruktion. Der elektrische Anschluss erfolgt über zwei Anschlusskabel mit wasserdichten Steckverbindungen.
Unter Eigenverbrauch bezeichnet man den Anteil der Stromproduktion, der im eigenen Haushalt unmittelbar nach der Produktion oder aus einem Solarspeicher verbraucht wird.
Aufgrund der stark gesunkenen Preise für Photovoltaik-Systeme und der somit sehr geringen Selbstkosten des Solarstroms gilt es diesen Eigenverbrauch möglichst zu steigern, um die Wirtschaftlichkeit enorm zu erhöhen. Wenn die Größe und Ausrichtung Ihrer Photovoltaik-Anlage auf Ihr Strom-Verbrauchsverhalten optimal abgestimmt ist, sind die heutigen Photovoltaik-Systeme nicht selten wirtschaftlicher als noch in den „Boomzeiten“ der Photovoltaik.