Jeder, der schon einmal das Gefühl von warmen Sonnenstrahlen auf der Haut erlebt und die positive Energie gespürt hat, weiß welche wundersame Wirkung die Sonne auf das Leben hat. Die Erzeugung von Solarenergie ist heute ein wichtiger Bestandteil der regenerativen Energien und findet ihren Einsatz vor allem auf Dach- und Freiflächen, Schallschutzwänden und Parkscheinautomaten. Eine solche Solaranlage, die Sonnenenergie in elektrische Energie (Sonnenstrom) umwandelt, wird in der Fachsprache Photovoltaikanlage genannt.

Eine Photovoltaikanlage besteht aus 10 bis 100 Solarmodulen. Diese setzen sich wiederum aus mindestens 60 Solarzellen zusammen. Die dünne Oberflächenschicht einer Solarzelle besteht aus verschiedenen Halbleitermaterialien, insbesondere Silizium, welche durch Licht und Wärme leitfähig werden. Durch die gezielte Verunreinigung der Siliziumschicht mit beispielsweise Phosphor oder Bor wird ein Überschuss an Elektronen erzielt, während im Rest der Zelle ein Mangel an Elektronen herrscht. Auf diese Weise entstehen in der Solarzelle, genau wie in einer Batterie, ein Minus- und Pluspol. Wenn die im Sonnenlicht enthaltenen Energieträger (Photonen) auf das Silizium der Solarzellen treffen, setzen sie die negativ geladenen Elektronen frei. Diese werden von dem positiv geladenen Siliziumgitter auf der Rückseite der Photovoltaikanlage angezogen. Da die eingebaute Grenzschicht eine direkte Verbindung verhindert, müssen die Elektronen den Weg über die Stromleitung (weiße Streifen auf der Oberfläche) nehmen. Damit fließt der Sonnenstrom.

Durch die Sonnenenergie wird in den Solarzellen zunächst Gleichstrom erzeugt. Dieser wird vor allem für den Eigenverbrauch genutzt und kann auch in das öffentliche Stromnetz eingespeist werden. Dazu fließt der Strom zum Wechselrichter, der den gewonnenen Gleichstrom in Wechselstrom umwandelt. Nun kann der selbst gewonnene Sonnenstrom auch von anderen Haushalten genutzt und dem Anlagenbesitzer vergütet werden. Zur Messung des erzeugten Sonnenstroms fließt dieser vor dem Verbrauch oder der Weiterleitung noch durch einen Zähler.

Im nachfolgenden Video wird die Funktion einer Photovoltaikanlage mit einer Animation erklärt: