Solarthermie wird durch Sonnenstrahlung gewonnen, die dann zu nutzbarer Wärme verarbeitet wird. Es wird normalerweise verwendet, um Warmwasser über Wärmetauscher oder über Strom zu bereiten, der durch in Sonnenkollektoren eingebettete Photovoltaikmodule erzeugt wird.

Das Wort "Photovoltaik" bedeutet wörtlich die Umwandlung von Sonnenenergie in Strom. Die griechische Wurzel für "Photon" (griechisch: Licht) und die Wurzel für "Volta" ist der italienische Name eines Erfinders, der später Namensgeber der Einheit der elektrischen Spannung, des Volts, wurde. Eine Photovoltaikanlage verwendet einzelne Solarzellen, um aus Sonnenlicht eine Spannung zu erzeugen.

Eine Solarzelle ist eine etwa 15 x 15 mm dicke Scheibe aus Quarzsand oder Silizium. Es wandelt normalerweise Sonnenlicht durch einen Kontaktstreifen, der an der Vorder- und Rückseite der Zelle angebracht ist, in Strom um. Die derzeitigen Marktanteile von Dünnschicht- und kristallinen Solarzellen übersteigen selten 10 %.

Die Installation einer Photovoltaikanlage mit einer Leistung zwischen 10 und 30 kW dauert in der Regel ein bis drei Werktage. Denn die Installationszeit der Anlage ist abhängig von der Nennleistung sowie den baulichen Gegebenheiten des Aufstellungsortes.

Photovoltaikanlagen lassen sich problemlos auch auf Flachdächern installieren. Dabei werden die Module mit einem Montagesystem schräg montiert, damit sie optimal nach Süden ausgerichtet sind und eine günstige Neigung haben. Gleichzeitig garantiert der geneigte Einbau der Module einen Reinigungseffekt und eine ausreichende Belüftung. Wichtig dabei ist, dass der Abstand zwischen den Modulen groß genug ist, da sonst Schatten entstehen und der Ertrag sinkt. Um die gleiche Ausgangsleistung zu installieren, ist die benötigte Flachdachfläche etwa doppelt so groß wie bei der Schrägdachvariante.

Eigenständige Solarstromsysteme verwenden Strom, der von Solarmodulen erzeugt wird, die nicht an das öffentliche Stromnetz angeschlossen sind. Unternehmen, die autarke Solaranlagen nutzen, teilen keinen der von ihnen produzierten Strom mit dem öffentlichen Netz. Stattdessen nutzen sie es zu 100 % selbst.

Indach und Aufdach sind verschiedene Arten der Installation von Solarmodulen. PV-Module werden auf Flach- oder Aufdachdächern mit einem auf dem Dach befestigten System von Befestigungspunkten aufgestellt. Bei Aufdachanlagen werden PV-Module an einem System von Befestigungspunkten über der aktuellen Dacheindeckung befestigt. Ein auf einem Dach installiertes Photovoltaikmodul erzeugt Strom. Ein Solardach ersetzt das Dach und wird darunter mit Steckverbindungen zu großen Paneelen verbunden. Die Indachmontage ist ästhetisch ansprechender und kostengünstiger als andere Methoden. Aus diesem Grund ist dies die häufigste Art der Installation von Photovoltaikmodulen.

Der Begriff Wp oder Watt Peak bezieht sich auf die in der Photovoltaik verwendete Maßeinheit. Es ist auch das deutsche Wort für Wattspitze. Unter normalisierten Bedingungen gilt: Je sonniger das Wetter, desto höher der Wert basierend auf der Leistung des Solarmoduls. Daher ist die sonnigste Sonne der Geschichte nur so aussagekräftig, wie ihr Standardwert.

Die produzierte Solarenergie ist abhängig von der Position, Neigung und Ausrichtung sowie den verwendeten Solarmodulen. Im Durchschnitt erzeugen Photovoltaikanlagen in Deutschland rund 1.000 kWh Strom pro kWh, wobei Süddeutschland in der Regel etwas mehr Strom erzeugt als Norddeutschland.

Seit den 1960er Jahren wird Photovoltaik in der Raumfahrt eingesetzt. Tausende deutsche Anlagen, die seit den 1990er Jahren gebaut wurden, nutzen Photovoltaik, um sich selbst mit Strom zu versorgen. Diese Anlagen erweisen sich über viele Jahre als zuverlässig und stabil. aufgrund einer erwarteten Lebensdauer von ca. 30 Jahren wird mit jährlichen Rückgängen der Modulleistung von 0,3 bis 0,5 Prozent gerechnet. Wenn das System nicht mehr betriebsbereit oder finanziell nicht tragbar ist, können das Deckglas, der Metallrahmen und manchmal sogar die Solarzellen recycelt werden.

Wechselrichter können innerhalb oder außerhalb des Hauses aufgestellt werden. Sie können auch an einem trockenen, kühlen Ort ohne direkte Sonneneinstrahlung aufgestellt werden. Alternativ können Wechselrichter an einem Ort in der Nähe installiert werden, der diese Kriterien erfüllt.