Die Fotovoltaik (PV), also die Stromerzeugung aus Sonnenlicht mit Hilfe von Solarzellen, beruht auf dem so genannten photovoltaischen Effekt. Das Sonnenlicht erzeugt innerhalb der Solarzelle eine Spannung, die bei Schließen des Stromkreises einen Gleichstrom hervor ruft, der als elektrischen Energie genutzt werden kann. Die Technik ist in der Praxis erprobt und die meisten Hersteller geben inzwischen eine Garantie, dass die Module nach 20 Jahren noch mindestens über 80% ihrer Leistung im Neuzustand verfügen.

Auch eine PV-Anlage garantiert keine Unabhängigkeit von der Energiewirtschaft: der Netzanschluss bleibt i.d.R. bestehen, da der eigene Strombedarf nach wie vor aus dem Stromnetz bezogen wird. Aus wirtschaftlichen Gründen wird der Solarstrom hingegen vollständig eingespeist und durch das Erneuerbare Energien Gesetz (EEG) 2011 mit 28,74ct/kWh für Anlagen bis einschließlich 30kWp (Kilowatt-peak, Anhaltspunkt für die Spitzenleistung der Anlage) vom lokalen Stromnetzbetreiber vergütet, während der übliche Haushaltsstromtarif bei ca. 20ct/kWh liegt. Die Höhe der Einspeisevergütung ist über einen Zeitraum von 20 Jahren festgelegt, für die Abrechnung wird ein zusätzlicher Einspeisezähler installiert. Seit in Kraft treten des EEG 2009 wird auch selbstgenutzter Fotovoltaikstrom (Eigenverbrauch >30%) für Anlagen bis einschließlich 30kWp mit 16,74ct/kWh vergütet.

Eine übliche Standardanlage für ein Einfamilienhaus hat eine elektrische Leistung von 2-3 kWp, wofür eine unverschattete Dachfläche von etwa 20-30 m² benötigt wird - möglichst mit einer Ausrichtung zwischen Südost und Südwest. In NRW können damit etwa 1.500-2.500 kWh Strom pro Jahr erzeugt werden, was rein rechnerisch etwa 40-70% des Stromverbrauchs eines Durchschnittshaushaltes in Deutschland entspricht.

Die Solarmodule sind in verschiedener Größe und Gestaltung erhältlich und können auf dem Dach montiert oder in die Dacheindeckung integriert werden. Der Wechselrichter ist mit Abmessungen von ca. 30 x 50 cm fast überall unterzubringen.

Fotovoltaikanlagen werden durch zinsverbilligte Kredite im Programm 'Erneuerbare Energien' der Kreditanstalt für Wiederaufbau (KfW) gefördert. Grob gerechnet reichen die genannten Erträge aus der Einspeisevergütung aus, die Kapitalkosten in etwa 15 Jahren abzuzahlen, danach erwirtschaftet die Anlage bei nicht gewerblichem Betrieb Überschüsse.