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Diese ist jedoch im Gegensatz zur begleitenden Erfolgskontrolle kein umfassendes und systematisch angelegtes Prüfverfahren. Zu den autarken Anlagen zählt man auch die sogenannten Hybridanlagen, bei denen neben der photovoltaisch erzeugten und gespeicherten Elektroenergie noch ein Dieselaggregat für die sichere Elektroenergieversorgung in den sonnenarmen Zeiten dient.

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Dadurch entstehen amorphe Zellen , die keine Kristallgitterstrukturen besitzen. Diese Halbleiter bestehen aus willkürlich angeordneten Siliziumatomen. Die amorphen Zellen haben eine Schichtdicke von ca.

Durch die geringe Schichtdicke wird viel weniger Silizium für die Herstellung benötigt, was Vorteile durch Material- und Energieeinsparung bei der Herstellung mit sich bringt. Diese Eigenschaft wird als Degradation bezeichnet.

Diese Technik, die ohne den bisher üblichen pn-Übergang auskommt, benötigt weniger Herstellungsschritte und ist weniger energie- und materialaufwendig als die Herstellung von herkömmlichen monokristallinen Solarzellen. Es werden auch Solarzellen aus anderen Materialien hergestellt, beispielsweise Zellen aus:.

Alle diese Wirkungsgrade werden unter Standardtestbedingungen ermittelt, d. Dies entspricht den Verhältnissen in Mitteleuropa im Sommer bei Sonnenhöchststand. Man kann somit jedoch absehen, was in Zukunft bei der Entwicklung der Solarenergienutzung zu erwarten ist.

Wie aus folgender Abbildung zu erkennen ist, sind Photovoltaikzellen temperaturabhängig. Mit steigender Temperatur sinkt der Wirkungsgrad. Die abgegebene Leistung eines Photovoltaikmoduls verringert sich somit bei Erwärmung.

Es bietet sich also an, durch Kühlung der Zellen die Temperatur niedrig zu halten. Dazu werden zum Beispiel Module gebaut, bei denen die Photovoltaikzellen auf Solarwärmekollektoren aufgebracht sind. Diese werden als Hybridkollektoren bezeichnet. In diesen Hybridkollektoren befindet sich Wasser oder ein anderes Wärmeträgermedium, das die entstehende Wärme von den Photovoltaikzellen abführt.

Somit wird der elektrische Wirkungsgrad optimiert und die Wärme kann nutzbringend weiterverwandt werden. Die Strahlungsenergie wird in Wärme und elektrische Energie umgewandelt und genutzt.

Eine andere Methode zur Erhöhung der Energieausbeute besteht darin, die Strahlen der Sonne zu sammeln und konzentriert auf die Photovoltaikzelle zu schicken. Dazu gibt es verschiedene Methoden. Zum einen werden links und rechts der Module Spiegel angebracht, wie auf folgender Abbildung dargestellt:.

Beide Methoden zeigen jedoch nur dann eine gute Wirkung, wenn man die gesamte Anordnung dem Sonnenstand nachführt. Dies erfordert allerdings einen hohen technischen Aufwand. Mit Hilfe von holographischen Linsen ist es möglich, die ankommende Lichtstrahlung durch Beugung in Strahlung mit bestimmter Wellenlänge zu zerlegen. Da Photovoltaikzellen abhängig vom Aufbau und Material nur ein bestimmtes Wellenlängenspektrum nutzen können, werden mehrere verschiedene Zellen nebeneinander plaziert.

Die wellenlängenabhängige Arbeitsweise sorgt demnach für eine bessere Nutzung der eingestrahlten Lichtenergie. Bei dieser Technik müssen die Module jedoch auch dem Sonnenstand nachgeführt werden.

Unter MPP-Tracking versteht man den kontinuierlichen Betrieb des Solargenerators in seinem Punkt optimaler Leistung, ungeachtet der Verlagerung des Punktes infolge veränderlicher Bestrahlungsstärken oder Temperaturschwankungen.

Diese Technik zur Erhöhung der Energieausbeute wird bei nahezu allen Wechselrichtern für den Netzparallelbetrieb angewendet. Diese können dann nach den allgemein gültigen Richtlinien für Wechselspannungsinstallation zusammengeschaltet werden.

Der Nachteil dieser MIC-Module liegt im hohen elektronischen Aufwand und den erhöhten Belastungen der elektrischen Bauteile, die durch Temperaturerhöhung der bestrahlten Module hervorgerufen werden.

Ein Kostenvorteil gegenüber dem bisher üblichen Anlagenaufbau ist durch die im Jahr anlaufende Serienfertigung zu erwarten. Im Rahmen dieser Diplomarbeit wird nur auf Anlagen im Netzparallelbetrieb eingegangen. Einen Überblick über den bisher üblichen Anlagenaufbau einer Photovoltaikanlage zeigt nachfolgendes Blockschaltbild:. Nachfolgend werden die einzelnen Anlagenteile genauer erklärt. Die einzelnen Module sind in Reihe zusammengeschaltet. Diese Reihenschaltung der Solarmodule wird als Strang bezeichnet.

Die Gesamtheit der Stränge bildet dann den Solargenerator. Diese Grenze ist durch die Spannungsfestigkeit der elektronischen Schaltelemente bedingt. Die Aufgabe der galvanischen Trennung übernimmt im Wechselrichter der Transformator. Es dürfen also keine trafolosen Wechselrichter bei Schutzkleinspannung eingesetzt werden.

Dabei sind dann die gesamten Module berührungssicher aufzustellen und mit einer automatischen Isolationsüberwachung zu versehen.

Im Falle eines Erdschlusses werden dann der positive und der negative Pol des Solargenerators geerdet. Da herkömmliche Photovoltaikmodule nicht über eine sehr hohe Isolationsfestigkeit verfügen siehe Kapitel Die Leistungsanpassung des Generators an den Wechselrichter erfolgt durch die Parallelschaltung der Stränge. Je mehr Stränge parallel geschaltet werden, desto höher wird die Solargeneratorleistung.

Zu einer solchen Erwärmung kann es kommen, wenn ein Teil des Moduls - zum Beispiel durch Blätter oder Schnee - abgedeckt wird und somit kein Licht für die Energieumwandlung erhält, die anderen Zellen jedoch der Sonnenbestrahlung ausgesetzt sind. Die Bypass-Diode verhindert diesen Durchbruch, indem sie den Strom an der abgedeckten Zelle vorbeileitet.

In diesem befinden sich auch die Strangdioden und die Strangsicherungen bzw. Als Strangdioden werden sogenannte Schottky-Dioden benutzt. Diese werden zum Entkoppeln in jede Strangleitung geschaltet.

Dies ist nötig, um Energieverlusten sowie einer Überlastung der Solarzellen vorzubeugen. Überspannungen können beispielsweise durch Blitzeinschlag entstehen. Um diese Überspannungen von den Gleichstromhauptleitungen und vor allem von dem Wechselrichter fernzuhalten, werden Varistoren als Überspannungsableiter eingesetzt.

Zusätzlich müssen alle Befestigungskonstruktionen und Modulrahmen über eine Erdungsleitung geerdet werden. Danach sollten die Hauptleitungen aus einadrigen Kabeln, einadrigen Mantelleitungen oder einadrigen Gummischlauchleitungen mit doppelter Isolierung oder Aderleitung mit verstärkter Isolierung bestehen und getrennt geführt werden.

Nach Möglichkeit sollten eine oder beide Gleichstromhauptleitungen in metallischer Umhüllung verlegt werden. Die metallische Umhüllung ist beidseitig mit der Schutzerdungsleitung zu verbinden. Es kann aber zu einer Überlastung der einzelnen Strangleitungen infolge von zwei gleichzeitigen Fehlern kommen.

Im Fehlerfall würde dann aber die gesamte Wechselrichtereinspeisung ausfallen. Man kann eine der Gleichstromhauptleitungen erden und somit einen Überspannungsableiter und eine Metallumhüllung einsparen. Es kann auch nicht gleichzeitig der Mittelpunkt eines Stranges geerdet werden, um die Isolationsspannung niedrig zu halten. Des weiteren ist die Zeitkonstante des Schaltgerätes zu beachten, um bei Wechselrichtern mit überwiegend induktiver Glättung Probleme durch Schaltspannungsspitzen zu vermeiden.

Bei Wechselrichtern mit kapazitiver Glättung gibt es keine Schwierigkeiten mit den Schaltgeräten. Zur Überprüfung der Abschaltfähigkeit ist bei induktiver Glättung die Zeitkonstante zu berechnen und danach die Freischalteinrichtung auszuwählen.

Der Fehlerstrom-Schutzschalter wird bei Wechselrichtern ohne Transformator verwendet. Dadurch wird der Fehlerstelle die Energie entzogen und somit ein Lichtbogen verhindert bzw. Dies ist wichtig, um eine Brandentstehung durch eine Photovoltaikanlage zu verhindern. Danach spricht er auch bei pulsierenden Gleich-Fehlerströmen an. Wie die Fehlerstrom-Schutzschalteranregung funktioniert, zeigt nachfolgendes Bild:. Das gibt die Möglichkeit, den Fehler zu beheben, bevor er zum Schaden - beispielsweise durch einen entstehenden Lichtbogen - an der Anlage führen kann.

Die Gleichstromhauptleitungen enden am Wechselrichter. Der Wechselrichter ist das Verbindungsglied zwischen Gleich- und Wechselstromkreis. Er wandelt den ankommenden Gleichstrom in einen Wechselstrom um. Hierbei gibt es zwei verschiedene Systeme:. Das erste stellen die selbstgeführten Wechselrichter dar, die für autarke Anlagen, aber auch für netzparallele Anlagen mit Inselbetriebsfähigkeit Anwendung finden. Bei ihnen wird die Wechselspannungsfrequenz mit Hilfe einer internen Frequenzreferenz zum Beispiel Quarz gesteuert.

Sie können den Strom mit Hilfe des Steuerstromes ein- und auch ausschalten. Bei dem zweiten System handelt es sich um die netzgeführten Wechselrichter. Sie benutzen die Netzspannung als Regelspannung und sind nicht inselbetriebsfähig. Mit beiden Systemen ist es möglich, einen netzsynchronen, sinusförmigen Wechselstrom zu liefern, der dann in das öffentliche EVU-Netz eingespeist wird.

Für Wechselrichter ist ein hoher Umwandlungswirkungsgrad - auch im Teillastbereich - vonnöten. Gerade der Teillastbereich ist wichtig, da abhängig von der Sonnenbestrahlung der Wechselrichter die meiste produktive Zeit im Teillastbereich arbeitet. Die Wirkungsgrade sind sehr verschieden, abhängig von der Bauart und der elektronischen Bauteilbestückung. Die Verbesserung des Wirkungsgrades ist immer mit einem erhöhten Aufwand bei der Herstellung oder Installation verbunden.

Andernfalls ist ein Oberschwingungsfilter nachzuschalten. Für die Netzeinspeisung werden die pulsbreitengesteuerten Wechselrichter, die Thristorwechselrichter und die Treppenspannungsinverter verwendet, weil sie einen nahezu sinusförmigen Strom bei einem hohen Wirkungsgrad liefern.

Die Thyristorwechselrichter nutzen die Netzspannung als Regelspannung. Sie wandeln die Gleichstromenergie mit Hilfe von Brückenschaltungen ähnlich der Stromrichterschaltungen in der Antriebstechnik in eine Wechselstromenergie um. Der erzeugte Strom weicht stark von der Sinusform ab, was zu hohen Strom-Oberschwingungs-Anteilen führt, die aufwendig wieder herausgefiltert werden müssen. Je höher die Pulszahl der Brückenschaltung, desto geringer ist der Oberschwingungsanteil und somit der Filteraufwand.

Der Vorteil dieser Wechselrichterbauart liegt in der Einfachheit der Konstruktion und in der Unempfindlichkeit der Schaltung gegenüber hochfrequenten Störungen. Nachteilig wirkt sich der Filteraufwand und der Aufwand für die eventuell nötige Kompensation aus.

Bei den pulsbreitengesteuerten Wechselrichtern wird mit Hilfe eines Sinus-Oszillators und eines Schaltverstärkers eine pulsierende Wechselspannung erzeugt. Die Rechteckimpulse haben gleiche Amplitude und Frequenz, aber unterschiedliche Breite siehe nachfolgendes Bild:. Durch die Pulsbreite kann die Höhe der resultierenden Spannung geregelt werden. An Stellen mit einem schmalen Puls ist die sich ergebene Spannung gering, bei breiten Pulsen ist sie hoch.

Durch einen nachgeschalteten Filter wird die Spannung der Sinusform gut angenähert. Die Leistung dieser Wechselrichter liegt im Bereich von einigen kW und kann durch Parallelschaltung von mehreren Schalttransistoren pro Leiter erhöht werden.

Wählt man eine Eingangsgleichspannung, die höher als der Scheitelwert der zu erzeugenden Ausgangswechselspannung ist, so kann man auf einen Transformator im Wechselrichter verzichten. Die pulsbreitengesteuerten Wechselrichter sind allerdings recht teuer, da die eingesetzten schnellen Schalttransistoren noch einen hohen Preis haben.

Für die Treppenspannungsinverter werden Schaltungen benötigt, die die Solarmodule zu Gruppen mit den Verhältnis 1: Es ergibt sich eine pulsierende treppenförmige Gleichspannung. Durch die Invertierung jeder zweiten Halbwelle mit Hilfe einer Brückenschaltung entsteht eine treppenförmige Wechselspannung. Um auch die Elektroenergie zu nutzen, die in den Schaltpausen von den Modulen erzeugt wird, werden parallel zu den Modulgruppen Kondensatorbatterien geschaltet.

Nachteilig ist jedoch der erhöhte Installations- und Verschaltungsaufwand der Modulgruppen und vor allem die Empfindlichkeit gegenüber Spannungsschwankungen auf der Gleichstromseite infolge von Abschattungen der Photovoltaikmodule.

Um die Qualität eines Wechselrichters beurteilen zu können, ist es wichtig, Angaben über den Gesamtwirkungsgrad, den Verschiebungssfaktor, den Klirrfaktor und die Leitersymmetrie zum Vergleich zu haben.

Der Gesamtwirkungsgrad setzt sich aus dem Anpassungs- und dem Umwandlungswirkungsgrad zusammen. Er bezeichnet das Verhältnis von momentaner Eingangswirkleistung zu maximaler momentaner Solargeneratorleistung. Der Umwandlungswirkungsgrad bezeichnet das Verhältnis von Ausgangs- zu Eingangsleistung. Er gibt an, wie sehr der Ausgangsstrom des Wechselrichters von der idealen Sinusform abweicht. Um die von dem Solargenerator erzeugte Elektroenergie möglichst vollständig umwandeln zu können, sollte der Arbeitsbereich des Wechselrichters mindestens zwischen den folgenden Grenzwerten liegen:.

Auf der Wechselspannungsseite des Wechselrichters ist die selbsttätige Spannungsüberwachung in Form einer über- und unterspannungsabhängigen Schalteinrichtung angeordnet, wie sie in Kapitel Die Spannungsrückgangs- und Spannungssteigerungsschutzeinrichtung kann auch in den Wechselrichter integriert sein. Er wird teilweise auch als Energieerzeugungszähler bezeichnet. Im allgemeinen ist dieser Zähler an die Verteilerstelle der Betriebsanlage angeschlossen, in die die Elektroenergie eingespeist wird.

Diese beiden Zähler gehören dem EVU und müssen beide eine Rücklaufsperre enthalten, da sie mit unterschiedlichen Tarifen abgerechnet werden. Diese ziehen einen Teil oder die gesamte photovoltaisch erzeugte Elektroenergie für den Eigenbedarf der Haus- oder Industrieanlage ab. Für den Betreiber einer Photovoltaikanlage ist es wichtig, über die Funktion und die Erzeugungsmenge der Anlage informiert zu sein.

Da es keine mechanisch sich bewegenden Teile gibt, kann die tadellose Funktion der Anlage nur durch Messung überprüft werden. Daher werden im allgemeinen die Solargeneratorspannung, der Solargeneratorstrom, die momentane Leistung und die bisherige Arbeit der Anlage gemessen. Für die Erfassung der ins Netz eingespeisten Energie und der aus diesem bezogenen Energie ist jeweils ein eigener Zähler notwendig.

Oberschwingungen sind Teilschwingungen eines periodischen Vorgangs mit Frequenzen von ganzzahligen Vielfachen der Grundfrequenz. Folgen von Oberschwingungen können thermische Überlastungen von Motoren und Kondensatoren sein.

Sie können unter anderem auch zu Störungen in den Unterhaltungselektronikgeräten führen. Zwischenharmonische sind Teilschwingungen eines periodischen Vorgangs mit Frequenzen von nicht ganzzahligen Vielfachen der Grundfrequenz. Sie haben störende Auswirkungen auf Tonfrequenz-Rundsteueranlagen und können Flickererscheinungen hervorrufen. Als Flicker wird der subjektive Eindruck von Leuchtdichteschwankungen der elektrischen Beleuchtung bezeichnet. Die möglichen Auswirkungen auf Tonfrequenz-Rundsteueranlagen werden vom Wechselrichterhersteller angegeben und müssen bei der Bestellung der Wechselrichter beachtet werden.

Sollten nachträglich trotzdem Beeinträchtigungen auftreten, so können diese durch den Einbau von schmalbandigen Filtern behoben werden.

Unter Spannungsschwankungen versteht man Spannungsverläufe mit zeitlichen Änderungen des Effektivwertes der Spannung. Sie entstehen bei Photovoltaikanlagen durch wechselnde Intensitäten der Sonneneinstrahlung und können wie die Zwischenharmonischen zu Flickererscheinungen führen. Zu den nichtleitungsgebundenen Störungen gehören die elektromagnetischen Abstrahlungen, die der Wechselrichter verursacht.

Für den Einsatz in Photovoltaikanlagen sind demnach nur Wechselrichter, die diese Norm erfüllen, zu verwenden. Geerdete wie gegen Erde isolierte Photovoltaiksysteme müssen grundsätzlich mit einem umfassenden Potentialausgleich versehen sein. Da aber die Photovoltaik-Technik noch nicht so alt ist, beruhen diese Angaben auf Voraussagen. Strangdioden haben bei normalen Betriebsbedingungen eine fast unbegrenzte Lebensdauer, sie sind aber sehr empfindlich gegen Überspannungen z.

Bei Inselanlagen mit Speicherakkumulatoren liegen die Investitionskosten etwa doppelt so hoch. Für die Berechnung der Energie-Bereitstellungskosten teilweise auch als Stromgestehungskosten bezeichnet ist es nötig, die Einstrahlungsverhältnisse des jeweiligen Standortes zu kennen. Mit Hilfe der Einstrahlungsdaten der betreffenden Region ist es möglich, die tatsächlich erzeugbare Elektroenergie einer Photovoltaikanlage abschätzen zu können. In erster Linie werden die Module nach dem Preis-Leistungsverhältnis ausgewählt.

Danach stehen poly- und monokristalline Solarmodule zur Auswahl. Ein weiterer Grund, amorphen Zellen derzeit nur für Kleingeräte zu benutzen, ist ihr mit fortschreitendem Alter nachlassender Wirkungsgrad. Auch die Platzverhältnisse sind als Entscheidungskriterium für die Modulaufstellung zu berücksichtigen. Sind diese begrenzt, so wird die Entscheidung auf die monokristallinen Solarmodule fallen, da diese den höchsten Wirkungsgrad und somit den geringsten Flächenbedarf haben.

Hierbei steht wieder der Modulpreis im Vordergrund. Im allgemeinen kann gesagt werden: Die Entscheidung sollte also auf die leistungsstärksten Module fallen. Vom architektonischen Blickpunkt her kann es somit im Einzelfall günstiger sein, mit Modulen geringerer Leistung zu arbeiten, da sich diese flexibler anordnen lassen.

Als weiterer Punkt ist zu entscheiden, wie die Befestigung erfolgt. Sollen dagegen die Module einzeln aufgeständert werden, ist es sinnvoll, die aluminiumgekapselten Ausführungen mit Befestigungslöchern zu verwenden.

Dort kam es zum Teil zu Lichtbögen zwischen den Verbindern der Solarzellen und den geerdeten Rahmen, in dessen Folge die Glasabdeckung der Module schmolz. Wenn die Modulanzahl anhand der Leistungsbetrachtung bestimmt ist, erfolgt die Überprüfung der Spannungsanpassung.

Ist diese nicht bekannt, so kann sie nach folgender Formel errechnet werden:. Ist diese Forderung nicht erfüllt, so ist die Anzahl der in Reihe geschalteten Module zu reduzieren:. Mit diesem gerundeten Wert wird die endgültige Modulzahl des Solargenerators ermittelt:. Dabei ist nördlich des Sonnenwendekreises eine Ausrichtung nach Süden vorzunehmen, um eine maximale Bestrahlungszeit zu erhalten.

Zusätzlich ist in Mitteleuropa ein Anstellwinkel der Module von ca. Sollten die Ausrichtung und der Neigungswinkel nicht auf den idealen Wert einstellbar sein, so ist in folgender Abbildung zu erkennen, wie sich die jährliche relative Sonnenbestrahlung der Module verschlechtert:. Bei der Ausrichtung ist der jeweils konkrete Standort zu berücksichtigen. Folgende Abbildung zeigt ein Beispiel für die Flachdachaufstellung des Solargenerators:. Eine andere Möglichkeit der Befestigung besteht darin, die Solarmodule in die Dachhaut zu integrieren und somit auf eine Aufständerung zu verzichten.

Das ist insbesondere bei Dachneudeckungen von Vorteil, da an den Stellen der Module die normale Eindeckung eingespart werden kann. Es ist auch möglich, die Photovoltaikmodule in Glasdächer - beispielsweise bei Wintergärten oder Oberlichtern - zu integrieren.

Bei der Analyse der Ausgangslage wird es häufig sinnvoll und notwendig sein, nicht nur den gegenwärtigen Ist-Zustand, sondern auch frühzeitig eine sich abzeichnende Entwicklung zu analysieren. Die Darstellung der Ziele ist die Grundlage jeder Wirtschaftlichkeitsuntersuchung. Häufig werden die Ziele so allgemein formuliert sein, dass aus ihnen möglichst konkrete Teilziele als Unterziele abgeleitet werden müssen.

Die sich hieraus ergebenden Auswirkungen sind transparent zu machen. In die Prüfung sind die rechtlichen, organisatorischen und personellen Rahmenbedingungen einzubeziehen. Es ist sinnvoll, sich bei der Konkretisierung von Zielen an folgenden Grundelementen zu orientieren. Nicht monetäre Ziele stellen häufig Mindestanforderungen dar, die nicht unterschritten werden dürfen. Im Idealfall ist es möglich, einen Mindestzielerreichungsgrad für alle Ziele zu definieren.

In diesem Fall wäre dann keine Nutzwertanalyse erforderlich. Teilweise lassen sich jedoch aus übergeordneten politischen Zielen nur schwer konkrete Mindestwerte ableiten. In diesem Fall kann die Gegenüberstellung der jeweiligen Zielerreichungsgrade der relevanten Handlungsalternativen anhand einer Nutzwertanalyse zweckdienlich sein [vgl.

Bei der Festlegung der Ziele sind möglicherweise infrage kommende realistische Handlungsalternativen mit zu berücksichtigen. Um eine wirtschaftliche Lösung zu erzielen, ist es von zentraler Bedeutung, dass zunächst sämtliche zur Zielerreichung grundsätzlich möglichen Handlungsalternativen ermittelt werden.

Dabei sind alle denkbaren Möglichkeiten in Betracht zu ziehen und die gesamte Art und Weise der derzeitigen Bedarfsdeckung kritisch zu hinterfragen. Vorabfestlegungen jährlicher Ausgabenobergrenzen oder fehlende Haushaltsmittel sind kein Aussonderungsgrund.

Eine Wirtschaftlichkeitsuntersuchung muss als Ergebnis die wirtschaftlichste Handlungsalternative als Entscheidungsvorschlag unterbreiten. Die Aussonderung von Handlungsalternativen ist entsprechend der vorstehenden Ausführungen zu begründen und zu dokumentieren. Dabei sind alle entscheidungserheblichen Gesichtspunkte aufzuführen, z.

Die voraussichtlichen Einnahmen und Ausgaben dieser Handlungsalternativen sind vollständig zu ermitteln. Ausgangspunkt einer solchen Ermittlung ist im Regelfall die Ausgangslage. Auf dieser Grundlage ist sodann zu klären, wovon die zukünftigen Einnahmen und Ausgaben der Handlungsalternativen abhängen. In geeigneten Fällen ist privaten Anbietern die Möglichkeit zu geben darzulegen, ob und inwieweit sie staatliche Aufgaben oder öffentlichen Zwecken dienende wirtschaftliche Tätigkeiten nicht ebenso gut oder besser erbringen können Interessenbekundungsverfahren gem.

Zu den zu betrachtenden Ausgaben gehören auch die Ausgaben für vorhandene Ressourcen, die auf der Basis der einzelnen Alternativen nicht mehr benötigt werden und die nicht sofort oder nur sukzessive abgebaut werden können sog. Diese sind in der Wirtschaftlichkeitsuntersuchung zu berücksichtigen, solange sie anfallen z.

Ausgaben für vorhandenes Personal, Infrastruktur oder Sonstiges. Alle Wirtschaftlichkeitsuntersuchungen enthalten in der Planungsphase zwingend Annahmen.

Alle Annahmen sind als solche ausdrücklich zu nennen. Es ist zu erläutern, warum die getroffenen Annahmen in der gewählten Ausprägung sachgerecht sind. Es sind für alle Handlungsalternativen einheitliche und vergleichbare Annahmen zu wählen. Zur Verfügung stehen grundsätzlich einzelwirtschaftliche und gesamtwirtschaftlich orientierte Verfahren. In dieser Arbeitsanleitung wird auf die Kapitalwertmethode ggf. In diesen Fällen ist ein reiner Einnahmen- und Ausgabenvergleich ausreichend. Bei der Kapitalwertmethode werden alle künftigen Ein- und Auszahlungen auf den gleichen Zeitpunkt i.

Dabei sollte als Bezugszeitpunkt der Entscheidungszeitpunkt gewählt werden. Für die Berechnung des Kapitalwertes sind alle voraussichtlichen Ein- und Auszahlungen im gesamten Betrachtungszeitraum der Wirtschaftlichkeitsuntersuchung zu ermitteln. Annahmen zu Preisentwicklungen, die zum Beispiel über die Ableitung von Indizes des Statistischen Bundesamts ermittelt werden, sind in der Wirtschaftlichkeitsuntersuchung explizit auszuweisen zu der Behandlung von Restwerten vgl.

Zahlungen, die vor dem Bezugszeitpunkt fällig sind, müssen entsprechend aufgezinst werden vgl. Bereits getätigte Zahlungen, die nicht entscheidungsrelevant sind, werden nicht einbezogen. Sofern die laufenden Zahlungen nicht zum Ende des Jahres fällig sind, kann dies durch Multiplikation des Barwertes mit einem Korrekturfaktor berücksichtigt werden vgl.

Wenn es absehbar entscheidungsrelevant ist, sollten die Abzinsungen genauer z. Der für die jeweilige Fallgruppe anzuwendende nominale Kalkulationszinssatz für die Diskontierung wird vom BMF herausgegeben vgl.

Für jede der Ein- und Auszahlungen ist der Barwert mittels des Abzinsungsfaktors zu ermitteln. Dieser kann aus Tabelle 1. Bei jährlich gleich bleibenden Beträgen vereinfacht sich die Berechnung durch Benutzung des Renten- Barwertfaktors vgl. Sind zwei oder mehrere Alternativen zu vergleichen, so ist diejenige mit dem höchsten Kapitalwert vorteilhafter relative Wirtschaftlichkeit. Entscheidend ist die relative Wirtschaftlichkeit zwischen mehreren Alternativen.

Auch eine Alternative mit negativem Kapitalwert kann somit die wirtschaftlichste aller relevanten Handlungsalternativen sein. Die relative Wirtschaftlichkeit der Variante mit dem am wenigsten negativen Kapitalwert stellt den Regelfall in der Verwaltung dar.

Ein komplexes Beispiel mithilfe eines Tabellenkalkulationsprogramms unter Anwendung der Zinssätze der Zinsstrukturkurve. Bevor diese Überlegungen weiterverfolgt werden, sollte geprüft werden, ob eine Monetarisierung vollständig möglich ist.

Auf den ersten Blick nicht monetäre Aspekte haben vielfach einen monetär erfassbaren Einfluss auf das Ergebnis einer Wirtschaftlichkeitsuntersuchung. Beispielsweise kann sich die Qualität eines Wirtschaftsgutes auf dessen Langlebigkeit auswirken. Diese Langlebigkeit sollte dazu führen, dass weniger Ersatzbeschaffungen notwendig werden, was sich auch auf die monetäre Betrachtungsweise auswirken sollte. In diesem Fall kann die Gegenüberstellung der jeweiligen Zielerreichungsgrade der relevanten Handlungsalternativen anhand einer Nutzwertanalyse zweckdienlich sein.

Es kann für den Entscheidungsträger daneben hilfreich sein, wenn zusätzlich zu deren prognostizierten monetären Auswirkungen die Darstellung von einzelnen Aspekten anhand einer Nutzwertanalyse erfolgt z. Entfernung einer Dienststelle von einer anderen, vorgegebene Wartungsintervalle, etc. Der Einfluss nicht monetärer Aspekte auf das monetäre Ergebnis sollte in jedem Fall mit angemessenem Aufwand prognostiziert werden. Die einzelnen Bewertungskriterien sollen sich nach Möglichkeit nicht überschneiden, da ansonsten eine unbeabsichtigte Mehrfachanrechnung erfolgen könnte.

Die einzelnen Kriterien sollten sich zudem nicht widersprechen. Es ist empfehlenswert, die Beurteilung von mindestens zwei Personen -gruppen unabhängig voneinander durchführen zu lassen und die Ursachen von ggf. Im Anschluss ist die monetäre Bewertung mit den Ergebnissen der Nutzwertanalyse zusammenzufassen. Um dem Entscheidungsträger eine ausreichende Grundlage für seine Entscheidung zu unterbreiten, ist das Ergebnis der monetären Betrachtung und der Nutzwertanalyse darzustellen und eine beschreibende Begründung für den Entscheidungsvorschlag damit zu verbinden.

Dabei ist darauf zu achten, dass die Gewichtung der monetären Bewertung in einem angemessenen Verhältnis zu der Gewichtung der qualitativen Bewertung steht. Sofern das Ergebnis nach Nutzwerten konträr zum Ergebnis bei der monetären Bewertung ausfällt, ist ein darauf beruhender Entscheidungsvorschlag vertieft zu begründen. Eine Verrechnung der monetären Werte mit den Ergebnissen der Nutzwertanalyse der einzelnen Alternativen ist nicht zulässig.

Je nach dem Grad der Erfassbarkeit und der Möglichkeit zur Monetarisierung lassen sich die aufzunehmenden Positionen gliedern in:. Die Entwicklung dieser spezifischen gesamtwirtschaftlichen Vorgaben ist Aufgabe der jeweiligen Fachbereiche. Zeitlich unterschiedlich anfallende Kosten und Nutzen sind durch eine Rechnung mit Kapitalwerten [vgl. Dabei gilt auch hier — wie bei dem einzelwirtschaftlichen Verfahren — [vgl. Die Programmziele sind i. Zur Bildung von Indikatoren vgl. Bei der Operationalisierung sind auch mögliche Zielkonflikte konkurrierende Ziele, gegenläufige bzw.

Es sollte in diesen Fällen stets geprüft werden, ob die Ziele hinreichend auch mit weniger Mitteln erreicht werden können. Programme sollten deshalb stets in geeigneten Zeitabständen evaluiert werden vgl.

Eine Bewertung der Risiken oder Risikokategorien 10 und deren Auswirkung ist notwendig, um die erwarteten, in der Kapitalwertmethode zu berücksichtigenden Ein- und Auszahlungen realitätsnah bestimmen zu können. In der Planungsphase sind die realistischerweise zu erwartenden Werte für Ein- und Auszahlungen Erwartungswerte 11 mit angemessenem Aufwand zu ermitteln.

Damit soll eine Über- oder Unterschätzung der zu erwartenden Ein- und Auszahlungen vermieden werden. Im Falle empirisch hergeleiteter Daten ist die Verwendung von Werten, die vom historischen statistischen Durchschnitt abweichen, zu begründen und zu dokumentieren. Infrastruktur, Rüstung sind die Erwartungswerte für die Ein- und Auszahlungen unter Berücksichtigung der zu erwartenden projektspezifischen Risiken zu bestimmen. Zu Beginn der Risikoanalyse sollten die mit den Handlungsalternativen verbundenen relevanten Risiken identifiziert und dokumentiert werden.

Beispiel einer Risiko-Matrix mit dreiteiliger Bewertungsskala gering, mittel, hoch. Dies ist insbesondere bei Risiken der Fall, die in der Risikomatrix als bedeutend ausgewiesen sind. Bei der Quantifizierung der Risiken sollte — sofern möglich — auf statistisch gesicherte Daten zurückgegriffen werden. Die Datenbasis, die der Quantifizierung zugrunde liegt, ist in der Wirtschaftlichkeitsuntersuchung nachvollziehbar darzustellen.

Sodann ist die Wirtschaftlichkeitsberechnung mit den derart angepassten Werten erneut durchzuführen. Bei Risiken, die in einer Handlungsalternative selbst getragen werden, im Regelfall allerdings zu versichern sind z.

B im Bereich der Infrastruktur: Die Herleitung der projektspezifischen Risikozu- und -abschläge ist in der Wirtschaftlichkeitsuntersuchung nachvollziehbar darzustellen. In einer relevanten Handlungsalternative werden die projektspezifischen Risiken zunächst identifiziert und dokumentiert. Durch dieses Vorgehen werden Erwartungswerte gebildet, von denen zum Entscheidungszeitpunkt nur noch zufällige positive oder negative Abweichungen erwartet werden. Die Wahrscheinlichkeit der Bauzeitüberschreitung und die Schadenshöhe sind vorab ungewiss und müssen daher — beispielsweise auf der Grundlage von vorhandenen Daten beständen — geschätzt werden.

Im Ergebnis sollen möglichst nur noch zufällige Abweichungen von den Erwartungswerten für die Ein- und Auszahlungen zu erwarten sein. Neben den direkt mit der Realisierung des Projekts in Zusammenhang stehenden Risiken können auch solche Risiken eine Rolle spielen, die von den Projektbeteiligten nicht beeinflusst werden können und von gesamtwirtschaftlicher Relevanz sind. Diese sind zu begründen. Wie die unsystematischen Risiken sind auch die systematischen Risiken über die Zahlungsströme zu berücksichtigen.

Dabei sollten die systematischen Risiken aus Transparenzgründen separat ausgewiesen werden. Für die Ermittlung der Erwartungswerte kann in diesen Fällen auf angemessen begründeteEinschätzungen zurückgegriffen werden. Es kann auch ausreichend sein, wenn die monetären Auswirkungen von Risiken oder Risikokategorien dabei teilweise zusammengefasst werden und keine durchgehende Trennung nach den monetären Auswirkungen einzelner Risiken oder Risikokategorien erfolgt.

Eine kurze Darstellung der mit den Handlungsalternativen verbundenen Risiken im Einzelnen [ggf. Eine gesonderte Berücksichtigung systematischer Risiken ist nicht erforderlich. Diese Vorschrift wurde mit Art.

Grundsätzlich sollten die Risiken jeweils dem Partner zugeordnet werden, der sie auf Grund seiner Kompetenz am besten einschätzen und steuern kann. Die Verteilung von Risiken zwischen der öffentlichen Hand und privaten Vertragsparteien setzt eine Analyse der Risiken selbst voraus vgl. Wenn das Ergebnis der Wirtschaftlichkeitsuntersuchung entscheidend von vergleichsweise unsicheren Annahmen abhängt, ist im Rahmen einer Sensitivitätsanalyse darzustellen,.

Im Rahmen der Sensitivitätsanalyse geht es nicht darum, die eigenen Annahmen wieder in Frage zu stellen. Es erfolgt daher auch keine Veränderung oder Anpassung der Wirtschaftlichkeitsberechnung; diese bleibt unverändert bestehen. Vielmehr soll ermittelt und dargestellt werden, ob und ggf. Auf diese Weise schafft die Sensitivitätsanalyse Transparenz darüber, wie weit der Entscheidungsvorschlag von den in der Wirtschaftlichkeitsuntersuchung getroffenen Annahmen abhängt, bzw.

Diese Überprüfung der getroffenen Annahmen setzt eine vollständige Dokumentation aller Annahmen voraus. Im Regelfall wird es angemessen sein, die jeweiligen Annahmen gesondert voneinander zu betrachten und auf deren ggf. Bei der Szenarioanalyse werden für ausgewählte Szenarien die bei den vergleichsweise unsicheren Annahmen zu berücksichtigenden Auf- und Abschläge festgelegt und im Zahlungsstrom rechnerisch berücksichtigt.

Eintrittswahrscheinlichkeit eines Risikos oder voraussichtliche Höhe eines Schadensereignisses. Danach wird auf dieser Grundlage im Rahmen der Sensitivitätsanalyse bzw.

Szenarioanalyse geprüft, ob und wie Abweichungen von den getroffenen Annahmen den Entscheidungsvorschlag beeinflussen. Die daraus gewonnenen Erkenntnisse müssen im Rahmen einer Gesamtabwägung hinsichtlich der darin betrachteten Annahmen gewürdigt werden. Die Sensitivitätsanalyse und Szenarioanalyse ändern den Entscheidungsvorschlag als solchen im Regelfall jedoch nicht. Jede Wirtschaftlichkeitsuntersuchung muss mit dem Ergebnis auch einen Entscheidungsvorschlag unterbreiten.

Beim Entscheidungsvorschlag ist die Frage zu beantworten, ob das beabsichtigte Ziel erreicht werden kann und wenn ja, mit welcher wirtschaftlichsten Handlungsalternative. Bei der Auswahl von geeigneten Indikatoren ist auf deren Validität und Verlässlichkeit zu achten. Es empfiehlt sich, einen auf das oder die zu erreichende n Ziel e zugeschnittenen Indikatorenkatalog zu erstellen.

Dieser sollte hinreichend umfassend sein, um als ausreichende Grundlage für die spätere Erfolgskontrolle zur Verfügung zu stehen. Die Erfolgskontrolle ist ein systematisches Prüfungsverfahren. Sie dient dazu, ggf. Von der begleitenden Erfolgskontrolle ist die laufende Beobachtung zu unterscheiden. Wie alle Wirtschaftlichkeitsuntersuchungen müssen auch Erfolgskontrollen der Verbesserung der Wirtschaftlichkeit der Aufgabenwahrnehmung des Bundes dienen. Erfolgskontrollen sind auch durchzuführen, wenn die Dokumentation in der Planungsphase unzureichend war.

In diesem Fall sind die benötigten Informationen nachträglich zu beschaffen vgl. Bei der Angemessenheit von Erfolgskontrollen und der Entscheidung über den zeitlichen Abstand von begleitenden Erfolgskontrollen zueinander ist zu beachten, dass eine Verbesserung der Wirtschaftlichkeit immer nur für die Zukunft erreicht werden kann.

Im Rahmen einer Erfolgskontrolle werden die bereits in der Planungsphase ermittelten Ziele bzw. Eine solche Sammlung dient der Verbesserung der Prognosefähigkeit bei zukünftigen Wirtschaftlichkeitsuntersuchungen. Diese Vorgaben sind mit den tatsächlich erreichten Werten zu vergleichen. Soweit die Nutzwertanalyse in der Planungsphase angewandt wurde, kann die Gegenüberstellung des geplanten und des erreichten Nutzwerts erfolgen.

Die Zielerreichungskontrolle und die Wirkungskontrolle sind die Grundlagen für die Wirtschaftlichkeitskontrolle. Im Gegensatz zur Wirtschaftlichkeitskontrolle lassen diese aber den Mitteleinsatz unberücksichtigt vgl. Mit der Zielerreichungskontrolle wird durch einen Vergleich der ursprünglich geplanten Teil- Ziele mit der tatsächlich erreichten Zielrealisierung Soll-Ist-Vergleich festgestellt, welcher Zielerreichungsgrad zum Zeitpunkt der Erfolgskontrolle gegeben ist.

Die Zielerreichungskontrolle bildet gleichzeitig den Ausgangspunkt von Überlegungen, ob die vorgegebenen Ziele nach wie vor Bestand haben. Haben sich die in der Planungsphase der Wirtschaftlichkeitsuntersuchung gesetzten Ziele verändert z. Stellt sich im Rahmen der Wirkungskontrolle heraus, dass die verfolgte Handlungsalternative die vorgegebenen Teil- Ziele erfüllt hat z.

Die daraus ableitbaren Erkenntnisse sind im Rahmen einer begleitenden Erfolgskontrolle für Umsteuerungsprozesse zu nutzen. Dabei ist der Ressourcenverbrauch möglichst zu monetarisieren.

Ausgangspunkt sind die in der Kapitalwertberechnung der Planungsphase vgl. Hierdurch entstehen die Vergleichsmöglichkeiten zwischen. Es sind die tatsächlichen Ein- und Auszahlungen im Jahr der Zahlung anzusetzen.

Abweichungen zwischen geplanten und tatsächlichen Ein- und Auszahlungen können resultieren aus. Wesentliche Abweichungen sind unter Berücksichtigung der Ergebnisse der Zielerreichungskontrolle zu erläutern. Im Rahmen der begleitenden Kontrolle der Vollzugswirtschaftlichkeit ist in der Regel die oben dargestellte Analyse der Ist-Werte ausreichend, um die notwendigen Erkenntnisse für einen ggf. Darin sind die zum aktuellen Entscheidungszeitpunkt möglichen Handlungsalternativen zu ermitteln und gegenüberzustellen vgl.

Ein Nachsteuern ist nicht mehr möglich. Um die Auswirkungen zeitlicher Verschiebungen feststellen zu können, sind die Zahlungsströme mit dem in der Planung angesetzten Kalkulationszinssatz zu diskontieren. Zeitlich verzögerte Auszahlungen würden bei dynamischer Betrachtung zunächst einen günstigeren Kapitalwert bewirken.

Doch fallen bei verspätetem Beginn der Nutzungsphase in der Regel zusätzliche Ausgaben, z. Kapitalwertberechnung auf der Grundlage der Ist — Daten nach Tabelle 1. Der auf der Grundlage der Ist — Daten errechnete Kapitalwert von — Verbesserung der Einkommensverhältnisse einer bestimmten Region durch den Bau von Autobahnkilometern.

Alle Einnahmen dienen als Deckungsmittel für alle Ausgaben. Auf die Verwendung für bestimmte Zwecke dürfen Einnahmen nur beschränkt werden, soweit dies durch Gesetz vorgeschrieben oder im Haushaltsplan zugelassen ist oder die Mittel von anderer Seite zweckgebunden zur Verfügung gestellt werden. Der Beauftragte soll dem Leiter der Dienststelle unmittelbar unterstellt werden.

Er kann Aufgaben bei der Ausführung des Haushaltsplans übertragen. Die Staatsregierung unterrichtet den Landtag unverzüglich über wesentliche Abweichungen von den von ihr eingereichten Anmeldungen, die sich bei den Beratungen in den Planungsausschüssen ergeben.

Zu den Ausgaben zählt auch die periodengerechte Vorsorge für die Finanzierung der Versorgung und Beihilfen der künftigen Versorgungsempfänger. Das Nähere regelt ein Gesetz. Dies gilt nicht für die Veranschlagung der Einnahmen aus Krediten vom Kreditmarkt und der hiermit zusammenhängenden Tilgungsausgaben.

Selbstbewirtschaftungsmittel stehen über das laufende Haushaltsjahr hinaus zur Verfügung. Bei der Rechnungslegung ist nur die Zuweisung der Mittel an die beteiligten Stellen als Ausgabe nachzuweisen.

Wenn Verpflichtungen zu Lasten mehrerer Haushaltsjahre veranschlagt werden, sollen die Jahresbeträge im Haushaltsplan angegeben werden. Eine zusammenfassende Erläuterung für mehrere Titel ist zulässig.

Erläuterungen können für verbindlich erklärt werden. Sie dürfen nur für Aufgaben eingerichtet werden, zu deren Wahrnehmung die Begründung eines Beamtenverhältnisses zulässig ist und die in der Regel Daueraufgaben sind. Ihre Verbindlichkeit wird im Haushaltsgesetz geregelt.

Sie definiert sich anhand der durchschnittlichen Steuereinnahmen der vorangegangenen vier Jahre. Der Zeitraum umfasst die vier Kalenderjahre vor dem Jahr, für das der Haushalt aufgestellt wird.

Die Steuereinnahmen sind um Steuerrechtsänderungen und wesentliche strukturelle Entwicklungen zu bereinigen. Die Bereinigung ist auf Basis anerkannter und nachvollziehbarer Grundlagen durchzuführen.

Eine Abweichung ist spätestens im nächsten festzustellenden Haushaltsplan auszugleichen. Der Tilgungsplan wird durch das Staatsministerium der Finanzen aufgestellt und durch den Landtag als Gesetz beschlossen.

Zur Deckung von Haushaltsausgaben dienen auch Einnahmen aus Kreditrahmenverträgen mit einer Laufzeit von einem Jahr und länger. Ausgaben für Investitionen und Ausgaben aus zweckgebundenen Einnahmen sind übertragbar. Andere Ausgaben können im Haushaltsplan für übertragbar erklärt werden, wenn dies ihre wirtschaftliche und sparsame Verwendung fördert.

Ausgaben, die aus besonderen Gründen zunächst noch nicht geleistet oder zu deren Lasten noch keine Verpflichtungen eingegangen werden sollen, sowie Stellen, die zunächst nicht besetzt werden sollen, sind im Haushaltsplan als gesperrt zu bezeichnen. Entsprechendes gilt für Verpflichtungsermächtigungen. In Ausnahmefällen kann durch Sperrvermerk bestimmt werden, dass die Leistung von Ausgaben, die Besetzung von Stellen oder die Inanspruchnahme von Verpflichtungsermächtigungen der Einwilligung des Landtages oder des für den Staatshaushalt zuständigen Ausschusses des Landtages bedarf.

Das Staatsministerium der Finanzen kann Ausnahmen zulassen. Für kleinere Bauvorhaben kann mit Einwilligung des Staatsministeriums der Finanzen von diesen Vorschriften abgewichen werden. Die Notwendigkeit einer Ausnahme ist in den Erläuterungen zu begründen. Ein danach noch verbleibender Überschuss ist in den nächsten festzustellenden Haushaltsplan einzustellen.

Er darf durch Einnahmen aus Krediten nur gedeckt werden, soweit die Möglichkeiten einer Kreditaufnahme nicht ausgeschöpft sind. Bei Staatsbetrieben ist ein geeignetes Aufsichtsorgan einzurichten. Das Nähere regelt das Staatsministerium der Finanzen.

Im Haushaltsplan sind nur die Zuführungen oder die Ablieferungen zu veranschlagen. Planstellen sind nach Besoldungsgruppen und Amtsbezeichnungen im Haushaltsplan auszubringen.

Das Staatsministerium der Finanzen kann verlangen, dass den Voranschlägen andere Unterlagen, insbesondere Wirtschaftlichkeitsuntersuchungen und Organisationspläne sowie Stellenpläne und Stellenübersichten, beigefügt werden; ihm sind die erforderlichen Auskünfte zu erteilen. Er kann zu ihnen Stellung nehmen. Es kann die Voranschläge nach Benehmen mit den beteiligten Stellen ändern.