Diplomarbeit, 2010
145 Seiten, Note: 1,3
1 Einleitung
1.1 Motivation
1.2 Abgrenzung und Problemstellung
1.3 Vorgehensweise und Ziele
2 Theoretische Grundlagen
2.1 Klassische innovationstheoretische Ansätze
2.2 Innovationssysteme
2.2.1 Nationale Innovationssysteme
2.2.2 Regionale Innovationssysteme
2.2.3 Technologische und Sektorale Innovationssysteme
2.3 Innovationsnetzwerke
2.3.1 Flexibilität und Stabilität von Netzwerken
2.3.2 Verschiedene Netzwerktypologien
3 Technologie- und Marktübersicht Solarenergie
3.1 Photovoltaik
3.1.1 Weltweite Bedeutung der Photovoltaikanwendungen
3.1.2 Marktübersicht Deutschland
3.2 Niedertemperatur Solarthermie
3.2.1 Bedeutung von Niedertemperatur – Solarthermie Anwendungen
3.2.2 Marktteilnehmer
3.3 Solarthermische Kraftwerke
4 Allgemeine Innovationstätigkeit in der Solarstrombranche
4.1 Innovationstätigkeit anhand von Patentdaten
4.1.1 Klassifizierungen für die Patentanalyse
4.1.2 Dynamik der Patentaktivität
4.1.3 Internationale Patentanmeldungen der Photovoltaikbranche
4.1.4 Vergleich zu anderen Energiegewinnungstechnologien
5 Innovationssystem der deutschen Photovoltaik
5.1 Hersteller und Zulieferer der Photovoltaikindustrie
5.1.1 Struktur der PV - Unternehmen
5.1.2 Überproduktionsproblematik
5.1.3 Innovationskultur der Photovoltaikunternehmen
5.1.3.1 Forschungs- und Entwicklungsaufwendungen Photovoltaik
5.1.3.2 Forschungs- und Entwicklungspersonal Photovoltaik
5.1.3.3 Regionale Innovationstätigkeit der Photovoltaik – am Beispiel „Solarvalley Mitteldeutschland“
5.1.4 Preisreduktion von Photovoltaikanlagen
5.1.5 Preissetzung durch Photovoltaikhersteller
5.2 Kunden und Absatzmärkte der Photovoltaikbranche
5.2.1 Dezentralisierte Photovoltaikanlagen
5.2.2 Zentralisierte Photovoltaikanlagensysteme
5.2.3 Großflächige Anlagen im Agrarbereich
5.2.4 Bürgersolaranlagen
5.2.5 Exporte der deutschen Photovoltaikbranche
5.3 Politische Einflüsse
5.3.1 Einflüsse durch die Europäische Union
5.3.2 Nachfrageseitige Förderung
5.3.3 Direkte Förderung von Innovationstätigkeit
5.3.4 Die Beschäftigungswirkungen der Förderpolitik
5.4 Rolle der Bildungs- und Forschungseinrichtungen
5.5 Rolle des Kapitalmarktes
5.6 Dynamik des Innovationssystems der Photovoltaik
5.6.1 Pionierphase
5.6.2 Phase der industriellen Stagnation
5.6.3 Phase des industriellen Wachstums
5.6.4 Phase der Internationalisierung
6 Ausblick und Fazit
6.1 Exportabhängigkeit
6.2 Attraktivität des Standortes Deutschland
6.3 Fazit
Die Arbeit untersucht das Innovationssystem der deutschen Photovoltaikbranche und hinterfragt kritisch, ob die hohen Erwartungen und das positive Image der Solarenergie gerechtfertigt sind, wobei ein besonderer Fokus auf den Akteuren und den politischen Einflüssen liegt.
3.1 Photovoltaik
In Photovoltaikanlagen wird die aufgefangene kurzwellige Sonnenenergie in einem physikalisch-chemischen Prozess mit Hilfe von Siliziumhalbleitern (sogenannte Wafer) in elektrische Energie umgewandelt. In der nebenstehenden Abbildung ist die Funktionsweise in einem Querschnitt einer Silizium-Solarzelle dargestellt. Die Eigenschaft von Licht ist, dass es sowohl aus Wellen und Teilchen besteht. Die Teilchen (Photonen) treffen in das Material (Wafer) ein, wodurch Elektronen beim Aufprall losgelöst werden, zur Elektrode wandern und so ein Stromfluss entsteht.
1 Einleitung: Motivation der Arbeit, Abgrenzung der Themengebiete (Solarthermie, PV, CSP) und Zielsetzung.
2 Theoretische Grundlagen: Erörterung der Innovationssysteme, Innovationsnetzwerke und deren Relevanz für die Industrie.
3 Technologie- und Marktübersicht Solarenergie: Überblicksdarstellung der drei Solartechnologien und deren aktuelle Marktsituation.
4 Allgemeine Innovationstätigkeit in der Solarstrombranche: Analyse von Patentdaten als Indikator für Innovationskraft im internationalen Vergleich.
5 Innovationssystem der deutschen Photovoltaik: Detaillierte Betrachtung der industriellen Akteure, der Förderpolitik und der Dynamik des deutschen Systems.
6 Ausblick und Fazit: Zusammenfassende Bewertung der Exportabhängigkeit und der Standortattraktivität Deutschlands.
Photovoltaik, Innovationssystem, Solarenergie, EEG, Patentanalyse, Forschungsförderung, Wertschöpfungskette, Solarthermie, Erneuerbare Energien, Technologietransfer, Kapitalmarkt, Forschungs- und Entwicklung, Netzparität, Marktversagen, Standortwettbewerb.
Die Arbeit analysiert das Innovationssystem der deutschen Photovoltaikbranche, ihre Akteure sowie die Abhängigkeiten von technologischen, ökonomischen und politischen Faktoren.
Die zentralen Felder sind die Innovationskultur der Unternehmen, der politische Einfluss durch Förderung (EEG), die Rolle von Forschungsinstituten und die Analyse von Patentaktivitäten.
Ziel ist es, das komplexe Zusammenspiel der Akteure in der deutschen Photovoltaikindustrie abzubilden und kritisch zu hinterfragen, ob die Branche den hohen politischen und gesellschaftlichen Erwartungen entspricht.
Die Arbeit basiert auf einer Literaturanalyse, der Auswertung statistischer Daten (u.a. Patentdaten), der Untersuchung von Geschäftsberichten sowie einer Auswahl von Interviews mit Branchenexperten.
Der Hauptteil gliedert sich in eine theoretische Fundierung zu Innovationssystemen sowie eine empirische Untersuchung der deutschen PV-Branche, einschließlich der Marktakteure und politischer Rahmenbedingungen.
Wichtige Begriffe sind Photovoltaik, Innovationssystem, Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG), Forschungs- und Entwicklungsaufwendungen (F&E) und Netzparität.
Es dient als praxisnahes Beispiel für eine regionale Konzentration und die enge Zusammenarbeit zwischen Industrie, Forschungseinrichtungen und Universitäten im Bereich der Photovoltaik.
Investoren unterstützen neben den Anlagen selbst auch die Forschung und Entwicklung, wobei sie nach Ansicht des Autors oft eher risikoaverse Strategien bei reifen Projekten verfolgen.
Die Arbeit steht den von der Politik prognostizierten, rein positiven Beschäftigungseffekten kritisch gegenüber und verweist auf mögliche negative Verdrängungseffekte in anderen Sektoren.
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