Windkraftanlage mit horizontaler Achse

Was ist eine Windkraftanlage mit horizontaler Achse?

 

 

Windturbinen mit horizontaler Achse ähneln Propellerflugzeugmotoren. Horizontalachsige Turbinen haben Flügel wie Flugzeugpropeller, üblicherweise drei Flügel. Die größten Turbinen mit horizontaler Achse sind so hoch wie 20-stöckige Gebäude und haben Rotorblätter von mehr als 100 Fuß Länge.

 

 
Vorteile einer Windkraftanlage mit horizontaler Achse
 

 

Hohe Energieeffizienz

Windkraftanlagen mit horizontaler Achse gelten aufgrund ihrer Konstruktion als äußerst effizient für die Umwandlung von Windenergie in Strom. Diese Turbinen bestehen aus einem Rotor mit Flügeln, die sich um eine horizontale Achse drehen und dem Wind zugewandt sind. Diese Konfiguration ermöglicht es HAWTs, Wind aus jeder Richtung zu erfassen und so die Energiegewinnung zu optimieren. Tatsächlich ist bekannt, dass HAWTs einen Wirkungsgrad der Energieumwandlung von über 45 % erreichen, was sie zu einer produktiven und nachhaltigen Option zur Stromerzeugung macht.

Große Leistungsabgabe

Horizontalachsen-Windkraftanlagen haben sich bei der Bereitstellung einer beträchtlichen Leistungsabgabe bewährt. Ihr Design bietet die Flexibilität, größere Rotorblätter zu installieren, sodass sie mehr Windenergie einfangen können. Dadurch können Windturbinen mit horizontaler Achse erhebliche Mengen Strom erzeugen, was sie ideal für Windparks im Versorgungsmaßstab und netzunabhängige Anwendungen macht.

Haltbarkeit und Zuverlässigkeit

Da Windturbinen mit horizontaler Achse eine ausgereifte Technologie mit jahrzehntelanger Entwicklung und Verfeinerung sind, haben sich ihre Haltbarkeit und Zuverlässigkeit erheblich verbessert. Die Hersteller haben Designs und technische Techniken perfektioniert, um die Robustheit dieser Turbinen zu erhöhen und so eine längere Betriebslebensdauer bei minimalem Wartungsaufwand zu gewährleisten. Darüber hinaus sind HAWTs so konzipiert, dass sie anspruchsvollen Wetterbedingungen wie starkem Wind und extremen Temperaturen standhalten, was ihre Zuverlässigkeit weiter erhöht.

Lärmminderung

Lärmbelästigung ist ein Problem bei Windkraftanlagen, insbesondere wenn diese in der Nähe von Wohngebieten stehen. Windkraftanlagen mit horizontaler Achse bieten in dieser Hinsicht einen Vorteil. Bei richtiger Konstruktion und effizienter Aerodynamik erzeugen Horizontalachsen-Windkraftanlagen im Vergleich zu anderen Arten von Windkraftanlagen deutlich weniger Lärm. Durch diese Funktion eignen sich HAWTs besser für den Einsatz in besiedelten Gebieten und minimieren ihre Auswirkungen auf die lokale Gemeinschaft.

Kompatibilität mit bestehender Infrastruktur

Windkraftanlagen mit horizontaler Achse sind in hohem Maße mit der bestehenden Stromnetzinfrastruktur kompatibel. Ihre Leistungseigenschaften passen gut zu herkömmlichen Stromerzeugungssystemen und vereinfachen die Integration von Windenergie in das Netz. Darüber hinaus können diese Turbinen problemlos mit Standard-Elektrogeräten an das Stromnetz angeschlossen werden, was die Gesamtkosten und den Zeitaufwand für die Implementierung reduziert.

 
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Windkraftanlagenkomponenten mit horizontaler Achse
 

 

Stiftung

Bei jeder Windkraftanlage mit horizontaler Achse dient das Fundament als Stütze für den Turm, da die Windkraftanlage aus verschiedenen tonnenschweren Teilen besteht.

Turm

Ein Turm dient zur Unterstützung der Rotornabe und der Gondel auf der Oberseite der Fensterturbine. Die hierfür verwendeten Materialien sind Beton, Stahlrohr oder Stahlgitter. Beim Entwurf dieser Turbine ist die Höhe des Turms sehr wichtig, da die Windgeschwindigkeit mit der Höhe zunimmt. Höhere Türme ermöglichen es diesen Windturbinen mit horizontaler Achse, eine große Energiemenge einzufangen und mehr Strom zu erzeugen. Im Allgemeinen erhöht sich die Ausgangsleistung einer Windturbine durch eine Vergrößerung ihrer Höhe und eine Verringerung der Turbulenzen im Wind. Es stehen verschiedene Türme für Windkraftanlagen zur Verfügung, z. B. Rohrtürme, Gittertürme, abgespannte Türme, gegen den Wind geneigte Türme und freistehende Türme.

Rotorblätter von Windkraftanlagen

Diese Rotorblätter werden hauptsächlich dazu verwendet, die kinetische Energie (KE) des Windes zu entfernen und in mechanische Energie umzuwandeln. Diese Klingentypen bestehen aus Holzepoxidharz oder glasfaserverstärktem Polyester. Diese Turbinen verfügen je nach Bauart über mindestens ein und maximal mehrere Rotorblätter. Die meisten Windkraftanlagen mit horizontaler Achse verfügen über drei Rotorblätter, die mit der Rotornabe verbunden sind. Früher wurden Mehrblattturbinen als Einzelblatt-, Zweiblatt- und Dreiblattturbinen zum Mahlen und Pumpen von Wasser usw. verwendet.

Gondel

Die Gondel umfasst verschiedene Komponenten, die für den effizienten Betrieb der Windkraftanlage verwendet werden, wie Getriebe, Bremsen, Steuerung, Wellen mit niedriger und hoher Geschwindigkeit sowie Generator. Es ist an der Spitze eines Turms angeordnet und an der Gondel ist eine Windfahne angebracht.

Nabe

Eine Rotornabe dient der Verbindung von Welle und Rotorblatt der Windkraftanlage. Die Nabe umfasst Blattlager, Schrauben, Einbauten und ein Pitch-System. Diese bestehen aus Gusseisen, geschweißtem Stahlblech und geschmiedetem Stahl. Diese sind in zwei Ausführungen erhältlich: als scharnierlose Nabe und Wippe-Nabe.

Getriebe

In Windkraftanlagen mit horizontaler Achse wird ein Getriebe verwendet, um die von einem Rotorblatt empfangene Leistung mit hohem Drehmoment und niedriger Drehzahl in Leistung mit niedrigem Drehmoment und hoher Drehzahl umzuwandeln. Diese Energie wird für den Generator genutzt. Das Getriebe ist zwischen Generator und Hauptwelle geschaltet und erhöht die Drehzahl von 30 – 60 U/min auf 1000 – 1800 U/min.

Generator

Die rotierende mechanische Energie des Getriebes wird über die Welle an den Generator übertragen. Es basiert auf dem Faradayschen Gesetz der elektromagnetischen Induktion. Es wandelt also die Energie von mechanisch in elektrisch um.

 

Windkraftanlagentypen mit horizontaler Achse
 
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Gegen den Wind gerichtete Turbine

Bei einer Aufwind-Windkraftanlage ist der Rotor an der Oberseite des Turms angeordnet. Die Hauptfunktion dieser Turbine besteht darin, den Windschatten auf der Rückseite des Turms zu vermeiden. Derzeit wird dieses Design in den meisten HAWTs verwendet, da es unflexibel und in einiger Entfernung vom Turm angeordnet ist.

Windturbine

Bei einer Windkraftanlage ist der Rotor an der Unterseite des Turms angeordnet. Bei dieser Turbine wird der Wind zunächst auf den Turm und dann auf die Rotorblätter gerichtet. Bei dieser Windkraftanlage gibt es einige Unterschiede in der Windenergie, da der Rotor durch den Windschutz des Turms verläuft. Hier befindet sich der Rotor hinter der Gondel des Turms, was zu Schwankungen der Windkraft führt.

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Horizontalachsen-Windturbinen-Off-Grid-System
 

 

Modell

ETH-0,6KW

ETH-1KW

ETH-2KW

ETH-3KW

ETH-5KW

ETH-10KW

ETH-15KW

ETH-20KW

ETH-30KW

Nennleistung (W)

600

1000

2000

3000

5000

10000

15000

20000

30000

Maximale Leistung (W)

750

1500

3000

4000

7000

15000

20000

25000

35000

Rotordurchmesser (m)

2,5

2,8

3,2

4

5,2

7

10

10

12

Klingenmaterial

FRP

FRP

FRP

FRP

FRP

FRP

FRP

FRP

FRP

Anzahl der Klingen

3

3

3

3

3

3

3

3

3

Nenndrehzahl (U/min)

450

400

350

300

260

200

150

150

150

Anlaufdrehmoment (Nm)

0,34

0,4

0,8

2,5

4,5

7,5

9,6

10

11,5

Nennwindgeschwindigkeit (m/s)

8

8

8

10

10

12

12

12

12

Startwindgeschwindigkeit (m/s)

3

3

3

3

3

3

3

3

3

Arbeitswindgeschwindigkeit (m/s)

3-20

3-25

3-25

4-25

4-25

4-25

4-25

4-25

4-25

Überlebte Windgeschwindigkeit (m/s)

35

40

40

50

50

50

50

50

50

Normale Ausgangsspannung (VDC)

24

48

48

220

220

240

360

360

360

Optionale Ausgangsspannung (VDC)

12-48

24-220

24-350

48-240

48-500

120-550

240-500

240-550

240-500

Nettogewicht des Windgenerators (kg)

48

56

68

150

310

420

1000

1150

1350

Bruttogewicht des Pakets (kg)

62

72

85

175

360

530

1300

1455

1655

Turmdurchmesser x Wandstärke (mm)

76×3

76×3

89×3,5

200×4

250×5

300×5

350×6

350×6

350×8

Höhe des Turms (m)

6

6

6

8

8

12

15

18

18

Anzahl und Kapazität der Batteriebank

2 Stück 12V 100AH

4 Stück 12V 100AH

4 Stück 12V 200AH

18 Stück 12V 100AH

18 Stück 12V 150AH

20 Stück 12V 200AH

30 Stück 12V 150AH

30 Stück 12V 200AH

60 Stück 12V 200AH

 

Vorteile von Materialien für Windkraftanlagen mit horizontaler Achse

 

 
 

Leicht

Verbundwerkstoffe sind deutlich leichter als Stahl und reduzieren so das Gesamtgewicht der Turbine. Dieses geringere Gewicht ermöglicht es der Windkraftanlage mit horizontaler Achse, bereits bei niedrigeren Windgeschwindigkeiten mit der Stromerzeugung zu beginnen, was ihren Gesamtwirkungsgrad erhöht.

 
 
 

Dauerhaft

Verbundwerkstoffe sind korrosionsbeständig und haben im Vergleich zu herkömmlichen Optionen eine längere Lebensdauer. Dies erhöht die Langlebigkeit der Windkraftanlage mit horizontaler Achse, was zu geringeren Wartungskosten und einer verbesserten Kapitalrendite führt.

 
 
 

Flexibel

Verbundwerkstoffe bieten eine größere Flexibilität und ermöglichen die Gestaltung längerer und aerodynamischerer Rotorblätter. Längere Rotorblätter fangen mehr Windenergie ein und erzeugen mehr Strom, wodurch die Effizienz von Windkraftanlagen mit horizontaler Achse weiter verbessert wird.

 

 

 
Anwendung einer Windkraftanlage mit horizontaler Achse
 

 

 

Aufgrund ihrer großen Leistung und ihres hohen Wirkungsgrades sind dies die am häufigsten genutzten Windkraftanlagen für gewerbliche und industrielle Zwecke.

 
 

Diese werden vor allem in Windparks eingesetzt

 
 

Windkraftanlagen mit horizontaler Achse erzielen eine bessere Leistung und eine höhere Energieeffizienz und werden daher in großen Windkraftanlagen und auch zur Stromerzeugung eingesetzt.

 
 

In Industrieanlagen, großen Windparks oder nationalen Projekten sind diese Windkraftanlagen am häufigsten zu sehen. Damit sind sie die perfekte Lösung für die Massenstromproduktion.

 

 

Welche Wartung benötigen Windkraftanlagen mit horizontaler Achse?

 

 
 

Überprüfen Sie die Messer regelmäßig auf Risse und Beschädigungen

Klingen können im Laufe der Zeit aufgrund von Sonneneinstrahlung, extremen Temperaturen und Korrosion reißen.

 
 

Überprüfen Sie das Getriebe regelmäßig auf Verschleiß

Getriebe können nach längerem Gebrauch ausfallen.

 
 

Stellen Sie sicher, dass der Generator ordnungsgemäß funktioniert

Generatoren können aufgrund mechanischer oder elektrischer Probleme nicht mehr funktionieren.

 
 

Überprüfen Sie die Lager regelmäßig auf Verschleißerscheinungen

Lager können beschädigt werden, wenn sie nicht ausreichend geschmiert werden.

 
 

Reinigen Sie die Gondel regelmäßig

 

Gondeln sammeln Staub und Schmutz aus der Luft, was zu ernsthaften Gesundheitsrisiken führen kann.

 
 

Halten Sie den Rotor frei von Vegetation

 

Pflanzen können sich in den Rotorblättern verfangen und diese abbrechen.

 
 

Überprüfen Sie die Verkabelung regelmäßig auf Beschädigungen

Die Verkabelung kann kurzschließen und Brände verursachen.

 
 

Wechseln Sie das Öl regelmäßig

 

Öl trägt dazu bei, dass die Zahnräder reibungslos laufen.

 

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Über uns

Seit 1987 hat Guangzhou, China ESG New Energy Technology Co., Ltd die Batteriemarke TOYO als einen von fünf großen Lieferanten registriert, die von der chinesischen Regierung für eine Ausschreibung ausgewählt wurden, und entwickelt nun mit ESG, HKTOYO und der europäischen Marke TOYO für globale Märkte.
Mit der Entwicklung der Wirtschaft und der Verbesserung des Lebensstandards der Menschen ist Umweltschutz zu einem gemeinsamen Thema der Menschheit geworden. Immer mehr Länder konzentrieren sich auf die Kohlenstoffemissionen der verarbeitenden Industrie. Daher hebt sich ESG von „TOYO“ mit über 35 Jahren Erfahrung in der Batterieindustrie ab, um internationale Konventionen einzuhalten.
Da ESG intellektuelle Reformen und die digitale Transformation fördert, gibt es derzeit in verschiedenen Städten Guangdongs Produktionsstandorte für die Herstellung von SLA-Batterien und Lithiumbatterien, die sich auch auf den Bereich neuer Energieprodukte erstrecken, darunter Batterien, Solarmodule, Wechselrichter, Windturbinen und tragbare Systeme , Solarlicht usw.

 

 

Team vorgestellt

Wir haben mehr als 30 leitende Ingenieure von YUASA TOYO mit modernisierten automatischen, intelligenten Produktionslinien, sodass die Belegschaft von 3,000 auf mehr als 1,{4}} Personen reduziert wurde. Zu den wichtigsten Materialien und Herstellern von ESG-Batterien gehören Legierungsvorbereitung, Plattenproduktion, Batteriegehäuse und Separatorproduktion, alles in einer Fertigung aus einer Hand, um eine stabile und zuverlässige Qualität der Batterie bei besserem Preis-Leistungs-Verhältnis zu gewährleisten.

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Unternehmenszertifikat
 

 

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Gefragte Fragen
 

 

F: Was sind die Fakten über Windkraftanlagen mit horizontaler Achse?

A: Turbinen mit horizontaler Achse haben Flügel wie Flugzeugpropeller und üblicherweise drei Flügel. Die größten Turbinen mit horizontaler Achse sind so hoch wie 20-stöckige Gebäude und haben Rotorblätter von mehr als 100 Fuß Länge. Höhere Turbinen mit längeren Rotorblättern erzeugen mehr Strom.

F: Was sind die Designüberlegungen bei Windkraftanlagen mit horizontaler Achse?

A: Der Entwurfsprozess umfasst die Auswahl des Windkraftanlagentyps und die Bestimmung des Rotorblattprofils, der Nickwinkelverteilung entlang des Radius und der Sehnenlängenverteilung entlang des Radius.

F: Wie groß ist der Abstand für Windkraftanlagen mit horizontaler Achse?

A: In den meisten horizontalen Windkraftanlagen wird häufig ein Abstand von etwa dem 6- bis 10-fachen des Rotordurchmessers eingehalten. Bei großen Windparks dürften jedoch Abstände von etwa 15 Rotordurchmessern wirtschaftlicher sein, wenn man die typischen Windkraftanlagen- und Grundstückskosten berücksichtigt.

F: Wie effizient sind horizontale Windkraftanlagen?

A: Horizontalturbinen sind der effizienteste Turbinentyp und werden daher in großen Windparks eingesetzt. Klingen bestehen aus Verbundwerkstoffen, die leider schwer zu recyceln sind. Der Wind trifft auf die Rotorblätter und erzeugt einen Druckunterschied, der den Rotor dreht und Strom erzeugt.

F: Wie effizient ist eine Turbine mit horizontaler Achse?

A: Es wurde festgestellt, dass die Windkraftanlage mit horizontaler Achse effektiver ist als die Windkraftanlage mit vertikaler Achse, da ihr Wirkungsgrad über 70 % liegt, verglichen mit dem Wirkungsgrad der Windkraftanlage mit vertikaler Achse, der zwischen 50 % und 60 % liegt.

F: Wie hoch ist der typische Rückgang der Windgeschwindigkeit bei Windkraftanlagen mit horizontaler Achse?

A: Die minimale Windgeschwindigkeit, bei der Windkraftanlagen Strom erzeugen können, wird als Einschaltgeschwindigkeit bezeichnet und liegt typischerweise zwischen 3 und 4 m/s.

F: Woraus bestehen Windkraftanlagen mit horizontaler Achse?

A: Glasfaser und Kohlefaser sind Verbundwerkstoffe, die aufgrund ihrer Eigenschaften wie hohem Festigkeits-Gewichts-Verhältnis, Zugfestigkeit, langer Haltbarkeit und niedrigen Wartungskosten häufig für die Herstellung von Windturbinenblättern verwendet werden.

F: Was sind die Vorteile einer Turbine mit horizontaler Achse?

A: Aufgrund ihrer großen Leistung und hohen Effizienz sind dies die am häufigsten genutzten Windkraftanlagen für kommerzielle und industrielle Zwecke. Windkraftanlagen mit horizontaler Achse erzielen eine bessere Leistung und eine höhere Energieeffizienz und werden daher in großen Windkraftanlagen und auch zur Stromerzeugung eingesetzt.

F: Warum sind 3 Rotorblätter bei einer horizontalen Turbine normalerweise besser als mehr Rotorblätter?

A: Das liegt daran, dass sich ihr Drehimpuls in der vertikalen Achse ändert, je nachdem, ob die Rotorblätter vertikal oder horizontal sind. Bei drei Rotorblättern bleibt der Drehimpuls konstant, denn wenn ein Rotorblatt oben ist, zeigen die anderen beiden schräg. So kann sich die Turbine sanft in den Wind drehen.

F: Wie nah kann man Windkraftanlagen zusammenstellen?

A: Bei Windkraftanlagen in derselben Reihe beträgt der Abstand zwischen ihnen das Dreifache der Länge des Rotordurchmessers. Bei Turbinen in unterschiedlichen Reihen beträgt der Abstand untereinander das Siebenfache der Länge des Rotordurchmessers.

F: Wie lang sind die Rotorblätter einer horizontalen Windkraftanlage?

A: In dieser Studie wurde ein Windturbinenblatt mit horizontaler Achse und einem Naca 4412-Tragflächenprofil modelliert und analysiert. Die Klinge hatte eine Länge von 3 Metern, eine Dicke von 0,36 Metern und eine Sehnenlänge von 0,12 Metern.

F: Welche verschiedenen Arten von Windmühlen mit horizontaler Achse gibt es?

A: Abhängig von der Anzahl der Rotorblätter werden Windkraftanlagen mit horizontaler Achse weiter in Einzelblatt-, Zweiblatt-, Dreiblatt- und Mehrblatt-Windkraftanlagen unterteilt. Einblattturbinen sind aufgrund der Einsparungen beim Blattmaterial günstiger. Auch die Schleppverluste sind bei diesen Turbinen minimal.

F: Ist eine blattlose Windmühle besser als eine Windkraftanlage?

A: Effizienz: Turbinen ohne Rotorblätter sind aerodynamischer, was zu einer verbesserten Effizienz im Vergleich zu herkömmlichen Turbinen mit Rotorblättern führt. Leiser Betrieb: Turbinen ohne Rotorblätter erzeugen weniger Lärm als herkömmliche Turbinen mit Rotorblättern und eignen sich daher besser für städtische Gebiete und dicht besiedelte Gebiete.

F: Welche horizontalen oder vertikalen Windkraftanlagen sind besser?

A: Während sie weniger Energie produzieren als horizontale Turbinen, erzeugen Windturbinen mit vertikaler Achse dennoch Strom und können je nach Anwendung eine bessere Option sein. Sie eignen sich besser dort, wo der Platz begrenzt ist und die Wartung weniger Herausforderungen und Risiken mit sich bringt.

F: Was ist die Geschichte der Windkraftanlage mit horizontaler Achse?

A: Die früheste Windmühle mit horizontaler Achse, die die Prinzipien des aerodynamischen Auftriebs anstelle des Widerstands nutzte, wurde möglicherweise im 12. Jahrhundert eingeführt. Diese Segelturbinen mit horizontaler Achse durften mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten laufen und wurden nur durch Bremsen oder Aufrollen begrenzt, um ihre Geschwindigkeit bei Stürmen zu steuern.

F: Können Windkraftanlagen auf vertikalen oder horizontalen Achsen gebaut werden?

A: Windkraftanlagen ähneln Windmühlen, sie fangen jedoch Windenergie ein und wandeln sie in Strom um. Turbinentypen können basierend auf der Ausrichtung der Mittelachse in zwei große Kategorien eingeteilt werden: Windkraftanlagen mit horizontaler Achse (HAWT) und Windkraftanlagen mit vertikaler Achse (VAWT).

F: Welches ist das beste Land für Windkraftanlagen?

A: Zu den günstigen Standorten gehören die Gipfel glatter, abgerundeter Hügel; offene Ebenen und Wasser; und Berglücken, die den Wind bündeln und verstärken. Die Windgeschwindigkeit nimmt im Allgemeinen mit zunehmender Höhe über der Erdoberfläche zu.

F: Was macht eine Windkraftanlage weniger effizient?

A: Der Generator in der Windkraftanlage, der die mechanische Energie in elektrische Energie umwandelt, verringert den Gesamtwirkungsgrad zusätzlich. Um diesen Prozess zu verstehen, stellen Sie sich vor, dass die Rotorblätter einer Windkraftanlage 50 % der verfügbaren Windkraft in mechanische Energie (Rotation) umwandeln.

F: Warum haben Windkraftanlagen drei Rotorblätter?

A: Windkraftanlagen haben aus mehreren Gründen normalerweise drei Rotorblätter. Erstens sorgen drei Rotorblätter für ein gutes Gleichgewicht zwischen Effizienz und Kosten. Mehr Rotorblätter können mehr Windenergie einfangen, erzeugen aber auch mehr Luftwiderstand, was die Effizienz verringern kann.

F: Was ist die Schlussfolgerung einer Windkraftanlage mit horizontaler Achse?

A: Das bedeutet, dass sie eher bei höheren Windgeschwindigkeiten betrieben werden, was ihnen hilft, eine optimale Leistung zu erzielen. Da der Luftstrom in dieser Höhe relativ stabil ist, genießen Windkraftanlagen mit horizontaler Achse eine gleichmäßigere Windverteilung und somit eine gleichmäßigere Leistungsabgabe.

Als einer der führenden Hersteller und Zulieferer von Windkraftanlagen mit horizontaler Achse in China heißen wir Sie herzlich willkommen, in unserem Werk horizontale Windkraftanlagen mit horizontaler Achse im Großhandel zu verkaufen oder zu günstigen Preisen zu kaufen. Alle kundenspezifischen Produkte zeichnen sich durch hohe Qualität und niedrigen Preis aus. Kontaktieren Sie uns für ein Angebot und ein kostenloses Muster.