Photovoltaik ist die Bezeichnung für die direkte Umwandlung von Sonnenenergie in elektrische Energie mittels Solarzellen. Fotovoltaik folgt einem einfachen Grundprinzip: Solarzellen wandeln das einfallende Sonnenlicht in Gleichstrom um. Dieser wird durch einen Wechselrichter in Wechselstrom transformiert, der dann über einen Stromzähler in das Netz der öffentlichen Energieversorgung eingespeist werden kann.
Die Solarzellen werden regelmäßig aus Silizium hergestellt und in Solarmodulen zusammengefasst. Diese werden mit einer stabilen Glasabdeckung abgedeckt. Die maximale Energieeffizient wird bei direkter Einstrahlung auf südlich ausgerichteten Dachflächen mit einer Neigung von 30 – 35° erzielt. Abschattung und diffuse Sonneneinstrahlung verringern die Stromproduktion. Die Energiebilanz einer Photovoltaikanlage fällt gegenüber der konventionellen Stromerzeugung positiv aus, da keine Energieumwandlungsverluste entstehen.