Photovoltaikanlagen wandeln die Sonnenstrahlung mittels Solarzellen in elektrischen Strom um. Herzstück jeder Solarzelle ist ein Halbleiter, meist Silizium. Das Sonnenlicht wird in Gleichstrom umgewandelt, der direkt zum Betrieb elektrischer Geräte genutzt oder in Batterien gespeichert wird. Gleichstrom kann auch in Wechselstrom umgewandelt und in das öffentliche Stromnetz eingespeist werden. Zu Spitzenzeiten kann die Photovoltaik bereits mehr als die Hälfte der momentanen Elektrizitätsleistung in Deutschland bereitstellen.
Solarthermische Kraftwerke erzeugen Strom über die Konzentration und Verstärkung der Sonnenstrahlen. Die Strahlung wird über Reflektoren gebündelt und in Dampf umgewandelt, mit dem ein Generator betrieben wird. Die solarthermische Stromerzeugung wird vor allem in Spanien und den USA eingesetzt. In Deutschland sind Versuchsanlagen in Betrieb. In der Forschung und bei der Herstellung von Komponenten sind deutsche Hochschulen und Unternehmen technologisch führend.
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