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Photovoltaik hat in puncto installierter Leistung in den vergangenen Jahren die größten Zuwachsraten unter den erneuerbaren Energien erzielt.
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Solarzellen in Photovoltaik-Anlagen wandeln die Sonnenstrahlen direkt in Strom um. Bei der solarthermischen Nutzung wird die Sonnenstrahlung in Wärme umgewandelt.
Die Photovoltaik leistet einen wichtigen Beitrag zur zukünftigen Stromversorgung. Das Potenzial der Photovoltaik (PV) hängt von drei Faktoren ab: der Kraft der Sonne, der Größe der geeigneten Fläche, um Solarmodule zu installieren, und von der verfügbaren Technik.
Derzeit ist in Deutschland bereits rund 30.000 Megawatt Solarstromleistung am Netz. Würden sich die Installationsraten bei Photovoltaik fortsetzen wie bisher, wäre die prognostizierte Zubaumenge für 2020 bereits im Jahr 2015 erreicht. Ende 2020 wären dann über 90 Gigawatt Photovoltaik-Leistung installiert, obwohl der gesamte Strombedarf an einem sonnigen Sonntagnachmittag nur bei 35 Gigawatt liegt.
Die Internationale Energieagentur schätzt, dass die Solarenergie nach 2060 bis zu ein Drittel des globalen Energieverbrauchs decken könnte. Deshalb bleibt es vermutlich bei zweistelligen Wachstumszahlen weltweit und das über Jahrzehnte.
Derzeit wird PV-Strom in Deutschland zu höheren Kosten erzeugt als Strom aus konventionellen Kraftwerken. Da PV-Strom ein wichtiger Pfeiler in der Energiewende ist, erhält die PV-Stromproduktion Förderung durch das Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG).
Etwa die Hälfte der EEG-Umlage fließt in die Förderung von Photovoltaik-Anlagen. Problematisch ist, dass der Ausbau teilweise so rasant vonstatten geht, dass der Ausbau der Netze damit nicht Schritt hält. Außerdem bestehen zu wenig Anreize zur Kostendegression und zur Marktintegration.
Aus diesem Grund hat die Bundesregierung die Degression der PV-Förderung Anfang Juli 2012 deutlich verschärft und mit 52 Gigawatt erstmals eine Obergrenze für die Förderung eingeführt. Diese Absenkungen, die die enorme technische Entwicklung in der Photovoltaik nachzeichnet, haben dazu geführt, dass sich die Photovoltaik zu einer der günstigsten Erneuerbare-Energie-Technologie entwickelt hat. So werden die Kosten für Strom aus neu installierten Photovoltaik-Anlagen die Stromverbraucherinnen und -verbraucher über die EEG-Umlage sehr viel weniger finanziell belasten als die Kosten für Strom aus den bereits bestehenden Photovoltaik-Anlagen.
Seit 2006 sind die Preise für Photovoltaik-Anlagen um 60 Prozent gesunken. Es ist zu erwarten, dass dieser Trend sich fortsetzt, weil die Fertigung der Anlagen und deren Installation mit zunehmender Verbreitung kostengünstiger gestaltet werden können. Innovationen bringen höhere Wirkungsgrade, und Materialeinsparungen können auch zu Kostensenkungen führen. Nicht zuletzt sorgt der intensive Wettbewerb mit ausländischen Solar-Produkten für starken Preisdruck. Ein wichtiger Grund liegt auch im Erneuerbare-Energien-Gesetz. Es legt fest, dass die Vergütung für Solarstrom jedes Jahr um einen bestimmten Prozentsatz sinkt.
Die Fördersätze für Solarstrom wurden mehrfach gesenkt, und sie werden weiter fallen: Im EEG ist ein Gesamtausbauziel für die geförderte Photovoltaik in Deutschland in Höhe von 52 Gigawatt verankert. Ist dieses Ziel erreicht, erhalten neue Anlagen gar keine Förderung mehr.
Die Höhe der Degression hängt vom Zubau ab ("atmender Deckel"). Je mehr Anlagen in einem bestimmten Zeitraum errichtet werden, umso geringer fällt die Vergütung für diese Anlagen aus. Die Einspeisevergütung wird monatlich angepasst. Hierbei ist eine konstante Absenkung der Vergütungssätze um jeweils ein halbes Prozent vorgesehen. Die Einspeisevergütung wird zusätzlich abgesenkt, wenn sich der Zubau oberhalb des im EEG festgelegten Korridors von 2.400 MW bis 2.600 MW pro Jahr bewegt. Die Absenkung erfolgt dabei stufenweise je nach Höhe der Überschreitung. Eine Unterschreitung des Zubaukorridors führt dagegen dazu, dass die Vergütung weniger stark sinkt, gleich bleibt oder sogar ansteigt.
Um die Belastung für die Stromverbraucher zu senken, hat die Bundesregierung die Photovoltaik-Vergütungssätze in den vergangenen Jahren um zwei Drittel abgesenkt. Für Kleinanlagen betragen sie derzeit zwischen 12,59 und 12,65 Cent pro Kilowattstunde. Die Vergütung für Freiflächenanlagen liegt aktuell zwischen 8,72 und 8,76 Cent pro Kilowattstunde. Mit Inkrafttreten des neuen Erneuerbare-Energien-Gesetzes ("EEG 2014") zum 1. August 2014 erhalten neu ans Netz gehende Photovoltaik-Großanlagen (mehr als 500 Kilowattpeak-Leistung - kWp) keine Einspeisevergütung mehr. Zum 01.01.2016 sinkt diese Grenze weiter auf 100 kWp. Das EEG 2014 sieht einen jährlichen Zubau ("Ausbaukorridor") für Photovoltaik in Höhe von 2,5 Gigawatt vor.