Die Sonne ist die größte uns verfügbare Energiequelle. Ihre Einstrahlung auf die Erde kann mit Hilfe von Fotovoltaik oder Solarthermie zur Strom- und Wärmeerzeugung genutzt werden. Solarstrom gilt als umweltfreundliche Technologie ohne direkte CO2-Emissionen. Außerdem währt die Strahlung der Sonne nach menschlichem Maß ewig, Solarenergie fällt damit unter die Erneuerbaren Energien.
Fotovoltaik wandelt die Energie der Sonneneinstrahlung in elektrische Energie um. Dies geschieht heute entweder in Anlagen bis 10 kW Spitzenleistung, die bereits auf vielen Dächern in Deutschland zu finden sind, oder mittels größerer Anlagen, die großflächig auf Dächern oder Freiflächen die Sonneneinstrahlung auffangen. Solche Großanlagen können eine Spitzenleistung von gegenwärtig bis zu 46 MW erlangen, wie das größte Fotovoltaik-Kraftwerk der Welt in Portugal. Die drittgrößte Anlage der Welt, zugleich die größte in Deutschland, steht auf einem Militärflughafen bei Leipzig. Ihre Leistung beträgt 40 MW, ihre Investitionssumme lag bei 130 Mio. Euro.
Da die Sonne nicht kontinuierlich und nicht genau vorhersagbar scheint, wird mit dem Ausbau der Solarenergie die Frage der Energiespeicherung immer wichtiger. Denn ähnlich wie Windkraft ist Fotovoltaik ohne Speichermöglichkeit weder grundlastfähig„Grundlast“ nennt man den Grundsockel des Strombedarfs, der in jedem Fall kontinuierlich abgedeckt werden muss. Strom aus einem Kraftwerk gilt demnach dann als „grundlastfähig“, wenn er genau kalkulierbar und ohne Abhängigkeit von schwankenden Rahmenbedingungen erzeugt werden kann. noch spitzenlastfähigDie Abnahme von Strom durch Industrie, Verkehr und private Haushalte verläuft nicht kontinuierlich, sondern bewegt sich zwischen Nachfrage-„Hochs“, der so genannten „Spitzenlast“, und -„Tiefs“, der „Schwachlast“. Vormittags oder am späten Mittag sind häufige Spitzenlastzeiten, in ihnen kann ein Vielfaches des Stroms nachgefragt werden gegenüber Schwachlastzeiten (etwa Nachts). Die Stromwirtschaft muss auf diese Schwankungen flexibel reagieren können..
International hat Deutschland eine führende Stellung in der Nutzung von Fotovoltaik inne. Dezentrale Fotovoltaik-Anlagen und größere Fotovoltaik-Kraftwerke verfügen Anfang 2010 über eine installierte Gesamtleistung von beinahe zehn Gigawatt (zehntausend Megawatt).
Momentan ist der Preis von Solarstrom aus Fotovoltaik aufgrund hoher Investitionssummen pro installierter Leistung in kW und der relativ niedrigen Volllaststundenzahl – also der Zahl der Stunden pro Jahr, in denen eine Fotovoltaik-Anlage volle Leistung bringt – noch nicht voll konkurrenzfähig. Wirtschaftlich attraktiv können Fotovoltaik-Anlagen nach gegenwärtigem Stand der Technologie nur aufgrund der hohen Subventionen arbeiten, die im Erneuerbare-Energien-GesetzGesetz über den Vorrang erneuerbarer Energien. In ihm werden Netzbetreiber verpflichtet, Strom aus erneuerbaren Quellen wie Wind, Sonne, Wasser, Biomasse oder Geothermie zu gesetzlich geregelten Preisen einzukaufen. Die Preise sind je nach Energieträger sehr verschieden. Mit dem Gesetz soll Erforschung und Ausbau der erneuerbaren Energien gefördert werden. festgeschrieben sind. Verschiedene Prognosen gehen aber davon aus, dass Strom aus Fotovoltaik in Zukunft erheblich günstiger werden wird.
Aufgrund der vorwiegend ökonomischen Hürden liegt der Anteil von Solarstrom im relativ sonnenarmen Deutschland bei gegenwärtig etwa einem Prozent (in Bayern bei 3%), mit voraussichtlich aber deutlich steigender Tendenz bis 2050. Nach einem Szenario des wissenschaftlichen Beirats der Bundesregierung von 2003 kann Solarenergie (Fotovoltaik und Solarthermie) im Jahr 2100 ca. sechzig Prozent des Primärenergieverbrauchs der Welt ausmachen - Solarstrom über Fotovoltaik kann langfristig zu einer sehr wichtigen Säule der Stromversorgung der Zukunft werden
