Weltweites Potenzial

Sehr viel besser als in Deutschland ist das weltweite Potenzial der Photovoltaik. Aufgrund der hohen Einstrahlungsdichte und den damit verbundenen deutlich höheren Energieertragswerten lassen sich in Chile (2400 kWh/kWp/Jahr), Kalifornien (2150 kWh/kWp/Jahr), Australien (2300 kWh/kWp/Jahr) oder Indien (2200 kWh/kWp/Jahr) deutlich günstigere Stromgestehungskosten erzielen. Hinzu kommt, dass in vielen Entwicklungsländern kein Stromnetz existiert und somit die Photovoltaik eine preisgünstigere Möglichkeit bietet, elektrischen Strom zu erzeugen, als dies mit Dieselgeneratoren möglich ist.

Standortfragen

In Deutschland installierte Anlagen liefern nach dem aktuellen Stand der Technik einen Jahresertrag von etwa 700 bis 1100 kWh pro kWp.

Ein immer wieder genanntes Konzept aus europäischer Sicht ist die Erzeugung von Solarstrom in Nordafrika, wo höhere spezifische Erträge durch die höhere Sonneneinstrahlung möglich sind, und dessen Transport via Hochspannungsgleichstromübertragung nach Europa. Allerdings sind bei solchen Modellen die notwendigen Investitionen zum Aufbau der gesamten technischen Infrastruktur und die Übertragungsverluste angesichts der Entfernung zu berücksichtigen. Berücksichtigt werden müsste außerdem die politische Instabilität in einigen Ländern dieser Region.

Energieertrag

Obwohl die insgesamt zur Verfügung stehende Sonneneinstrahlung immens hoch erscheint, ist deren Leistung pro Fläche mit maximal 1 kW/m² verhältnismäßig gering. Deshalb benötigt die Photovoltaik relativ viel Fläche, was aber dadurch relativiert wird, dass Photovoltaik im Gegensatz zu Großkraftwerken auf bebauter Fläche (Dächer, Fassaden, Parkplätze, Brücken, Schallschutzwände etc.) installiert werden kann. Wirtschaftlich ausschlaggebend für die Amortisation ist nicht die Spitzenleistung einer Photovoltaikanlage, sondern die Stromerzeugung pro Jahr.

Flächenabschätzung für Erzeugung des gesamten elektrischen Energiebedarfs durch PV

In Deutschland betrug im Jahr 2010 die erzeugte Strommenge 621 TWh. Unter der Voraussetzung, die Energie sowohl tageszeitlich als auch unterjährig verlustfrei speichern zu können, wären bei einem durchschnittlichen Ertrag von 900 kWh je kWp insgesamt 690 GWp zu installieren. Die hierfür nötige Fläche hängt von der Installation ab: Auf nach Süden ausgerichteten schrägen Dächern ist bei Verwendung leistungsstarker Module je kWp lediglich eine Fläche von unter 8 Quadratmetern je kWp notwendig, wogegen bei Verwendung von Dünnschichtzellen auf Freiflächen der Platzbedarf bei etwa 30 Quadratmetern je kWp liegt. Hieraus ergibt sich eine benötigte Gesamtfläche zwischen 5500 und 20700 Quadratkilometern. Dies entspricht 1,5 bis 5,7 % der Gesamtfläche Deutschlands. Als Vergleich: 2007 belegte die Siedlungs- und Verkehrsfläche 46789 km² oder 13,1 % der Bodenfläche Deutschlands. Nach Ecofys eignen sich mehr als 2300 km² Dach- und Fassadenfläche (0,65 % der Gesamtfläche Deutschlands) für die Nutzung durch PV-Anlagen.