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Photovoltaik

Unter Photovoltaik bzw. Fotovoltaik versteht man die direkte Umwandlung von Lichtenergie, meist aus Sonnenlicht, in elektrische Energie mittels Solarzellen. Seit 1958 wird sie in der Raumfahrt genutzt. Inzwischen wird sie überwiegend auf der Erde zur Stromerzeugung eingesetzt und findet unter anderem Anwendung auf Dachflächen, bei Parkscheinautomaten, in Taschenrechnern, an Schallschutzwänden, Freiflächen und auf dem Wasser.

Der Begriff leitet sich aus dem griechischen Wort für „Licht“ (φῶς, phos, im Genitiv: φωτός, photos) sowie aus der Einheit für die elektrische Spannung, dem Volt (nach Alessandro Volta) ab. Die Photovoltaik ist ein Teilbereich der Solartechnik, die weitere technische Nutzungen der Sonnenenergie einschließt.

Ende 2016 waren weltweit Photovoltaikanlagen mit einer Leistung von 303 GW installiert. Es wird erwartet, dass der jährliche Zubau bis 2020 auf 100 GW steigt und die installierte Leistung bis 2030 zwischen 3.000 und 10.000 GW erreicht. 2014 betrug der weltweite Marktanteil von kristallinen Siliziumzellen etwa 90 %. Prognosen gehen davon aus, dass Siliziumzellen auch langfristig die dominierende Photovoltaik-Technologie bleiben und gemeinsam mit Windkraftanlagen die „Arbeitspferde“ der Energiewende sein werden.

Die Photovoltaik galt lange als die teuerste Form der Stromerzeugung mittels erneuerbaren Energien; eine Sicht, die mittlerweile durch die starken Kostensenkungen der Anlagenkomponenten jedoch überholt ist.[4] Mit Stand 2017 sind die Kosten der Stromerzeugung aus Photovoltaik binnen sieben Jahren um fast 75 % gefallen. In den USA sind bei Solarparks Vergütungen von unter 5 US-Cent/kWh (4,3 Euro-Cent/kWh) üblich; ähnliche Werte sind unter günstigen Umständen auch in anderen Staaten möglich. In mehreren Staaten wurden in Ausschreibungen Rekordwerte von 3 US-Cent/kWh (2,6 Euro-Cent/kWh) erreicht.

Bereits 2014 lagen die Stromgestehungskosten der Photovoltaik in bestimmten Regionen der Erde auf gleichem Niveau oder sogar niedriger als bei fossilen Konkurrenten. Inklusive Speicher, die bei hohem Anteil der Photovoltaik am Strommix notwendig werden, waren die Kosten zu diesen Zeitpunkt jedoch noch höher als bei fossilen Kraftwerken.[5] Allerdings war Solarstrom auch zu diesem Zeitpunkt bereits konkurrenzfähig, wenn die externen Kosten der fossilen Stromerzeugung (d. h. Umwelt-, Klima- und Gesundheitsschäden) mit berücksichtigt wurden; selbst wenn diese nur zum Teil internalisiert wurden.

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