Vertikaler Windgenerator zum Selbermachen: Zusammenbau einer Windkraftanlage mit vertikaler Drehachse
Der Wind hat unglaubliche Energiefähigkeiten. Das Versäumnis, sein starkes Potenzial auszuschöpfen, sollte als unangemessener Abfall anerkannt werden. Sie können jedoch problemlos mit Ihren eigenen Händen einen vertikalen Windgenerator bauen und praktisch kostenlose Energie zur Deckung des Haushaltsbedarfs erhalten. Das ist ganz real, stimmst du zu?
Der vorgestellte Artikel hilft dabei, ein komplexes technisches Problem im Detail zu verstehen. Systematisierte, zugängliche Informationen, die detailliert dargestellt werden, beleuchten das Funktionsprinzip populärer Systeme, die die Energie von Luftmassen in Elektrizität umwandeln.
Ohne Zweifel werden Sie von der Idee, eine Windmühle zu bauen, mitgerissen, deren Einzelheiten der Montage im Artikel beschrieben werden. Wir haben verschiedene Arten von vertikalen Windgeneratoren im Detail untersucht und ihre Unterschiede, Vor- und Nachteile angesprochen. Der Textteil des Materials wird perfekt durch Fotos und Videoanweisungen ergänzt.
Der Inhalt des Artikels:
Vorteile und Funktionsprinzip von Windmühlen
Moderner vertikaler Generator - eine der Optionen alternative Energie für zu Hause. Das Gerät kann Windböen in eine Energieressource umwandeln. Für einen korrekten Betrieb sind keine zusätzlichen Geräte erforderlich, die die Windrichtung bestimmen.
Das vertikale Gerät arbeitet in geringer Höhe.Für die Wartung werden keine verschiedenen Geräte benötigt, die die sichere Durchführung von Reparatur- und Wartungsarbeiten in großer Höhe gewährleisten.
Ein Minimum an beweglichen Teilen macht die Windkraftanlage zuverlässiger und betriebsstabiler. Das optimale Profil der Blätter und die ursprüngliche Form des Rotors verleihen dem Gerät einen hohen Wirkungsgrad, unabhängig davon, in welche Richtung der Wind zu einem bestimmten Zeitpunkt weht.
Der Generator arbeitet absolut geräuschlos, stört die Eigentümer und Nachbarn nicht, verursacht keine schädlichen Emissionen in die Atmosphäre und arbeitet viele Jahre lang zuverlässig und versorgt Wohnräume präzise mit Energie.
Der vertikale Windgenerator arbeitet nach dem Prinzip der Magnetschwebebahn. Während der Drehung der Turbinen werden gepulste und Hubkräfte sowie die tatsächliche Bremskraft erzeugt. Die ersten beiden drehen die Klingen des Geräts. Diese Aktion aktiviert den Rotor und erzeugt ein Magnetfeld, das Elektrizität erzeugt.
Das Gerät arbeitet völlig unabhängig und erfordert keinen Host-Eingriff in den Prozess.
Vertikale Generatorklassifizierung
Es gibt einige strukturelle Unterschiede zwischen den vertikalen Windfallen. Dadurch werden die Einheiten nicht besser oder schlechter, sondern Sie können einfach die bequemste Option für die Ausführung bestimmter Aufgaben in einem bestimmten Bereich auswählen.
# 1: Merkmale orthogonaler Systeme
Strukturell besteht der orthogonale Windgenerator aus einer starken vertikalen Rotationsachse und mehreren parallelen Blättern, die in einem bestimmten Abstand von der Mittelbasis entfernt sind.
Das Gerät benötigt keine zusätzlichen Führungsmechanismen und funktioniert unabhängig von der Windrichtung normal. Eine vertikal angeordnete Hauptwelle ermöglicht es, die Antriebsausrüstung auf Bodenniveau zu platzieren, was den Betrieb, die Reparatur und die Wartung erheblich erleichtert.
Die Nachteile von orthogonalen Vorrichtungen umfassen ein zu massives Schaufelsystem und einen geringen Wirkungsgrad im Vergleich zum Wirkungsgrad von Modulen mit horizontaler Achse.
Die einfachste Windkraftanlage zur Stromversorgung von Verbrauchern mit geringem Stromverbrauch kann aus fertigen Bauteilen zusammengebaut werden:
# 2: Daria Rotorgeneratoren
Ein mit einem Darier-Rotor ausgestatteter Windgenerator hat eine vertikale Rotationsachse und 2-3 flache Streifenblätter ohne charakteristisches aerodynamisches Profil, die an der Basis und an der Oberseite der Rotationsachse befestigt sind.
Das Gerät konzentriert sich bei seiner Arbeit nicht auf die Stärke oder Richtung des Windes, hat eine hohe Drehzahl und ermöglicht die Positionierung von Antriebsvorrichtungen am Boden, was den Prozess der geplanten Wartung und möglichen Reparaturen erleichtert und beschleunigt.
Die tragenden und rotierenden Komponenten der Vorrichtung mit dem Darier-Rotor sind anfällig für erhöhte dynamische Belastungen, und die Effizienz des Schaufelsystems ist in vielerlei Hinsicht schlechter als bei axialen horizontalen Installationen.
# 3: Savonius Rotoreinheiten
Eine vertikale Windkraftanlage mit einem Savonius-Rotor verfügt über ein halbzylindrisches Schaufelsystem und unterscheidet sich von ähnlichen Installationen durch ein hohes Anlaufdrehmoment und die Fähigkeit, bei langsamen Winden effektiv zu arbeiten.
Dem vertikalen Komplex mit dem Savonius-Rotor wird ein höherer Materialverbrauch und ein geringerer Wirkungsgrad im Vergleich zu Windgeneratoren mit horizontaler Achse vorgeworfen. Aus diesem Grund wird die Freigabe von Hochleistungsgeräten dieser Klasse als nicht ratsam angesehen.
Die folgende Fotoauswahl macht Sie mit den Schritten zur Herstellung einer Savonius-Windmühle vertraut:
Alle Details dieses Modells einer Savonius-Windmühle mit Ausnahme eines Generators mit 3200 U / min und 24 V werden von Hand gefertigt.
# 4: Windkraftanlage mit Mehrflügelrotor und Führung
Dieser Instrumententyp ist eine verbesserte Version des klassischen orthogonalen Windgenerators. Der Rotorkomplex besteht hier aus in zwei Reihen angeordneten Schaufeln.
Die äußere gelappte Schicht bleibt statisch und fungiert als Leitschaufel. Es erfasst den Windstrom, erfasst ihn, komprimiert ihn und erhöht auf diese Weise die tatsächliche Windgeschwindigkeit erheblich.
Die innere Schaufelreihe ist eine bewegliche Struktur, auf die der Luftstrom aus der ersten Drehanlage in einem bestimmten Winkel fällt.
Experten bezeichnen diesen Gerätetyp als den effizientesten seiner Klasse und betonen, dass das spezifische Design es ermöglicht, auch bei möglichst niedrigen Windgeschwindigkeiten zu arbeiten.
# 5: Charakterisierung von Geräten mit einem Helikoidrotor
Helicoid Windkraftanlage oder Gorlov Generator ist eine weitere Modifikation des traditionellen orthogonalen Rotorsystems. Die Klingen des Modells sind in einem Bogen gedreht. Dieses Konstruktionsmerkmal ermöglicht es, den Luftstrom schnell zu erfassen und sich reibungslos zu drehen, ohne zu ruckeln.
Dieses Funktionsprinzip reduziert die dynamische Belastung der Basis und der beweglichen Knoten erheblich und erhöht dadurch deren Lebensdauer.
Die wirbelnden Rotorblätter für eine Helikoid-Windmühle werden mit einer sehr fortschrittlichen, aber komplexen Technologie hergestellt. Aus diesem Grund sind die Geräte recht teuer und bei privaten Verbrauchern nicht sehr beliebt.
# 6: Eigenschaften von Rotoren mit vertikaler Achse
Der Hauptunterschied zwischen einem vertikal axialen Generator besteht in seinen vertikal positionierten Schaufeln, die im Profil an einen Flugzeugflügel erinnern, dessen Achse deutlich parallel zur vertikalen Welle verläuft. Das Design erinnert etwas an den Darier-Rotor, ist aber unter Produktionsbedingungen viel schneller und einfacher.
Windkraftanlagen mit einem Rotor vom vertikal-axialen Typ sind zuverlässig und langlebig, halten erheblichen Betriebsbelastungen problemlos stand und kosten nicht zu viel Geld. Diese Eigenschaften machen sie nicht nur für den industriellen, sondern auch für den häuslichen Gebrauch relevant.
Merkmale der Auswahl der Windgeneratoren für ein Privathaus und eine Übersicht der besten Angebote werden in vorgestellt dieser Artikel.
Handgemachte Windmühle
Es ist nicht allzu schwierig, zu Hause mit eigenen Händen einen Windgenerator mit einer vertikalen Rotationsachse zu erstellen. Es reicht aus, die erforderlichen Komponenten zu kaufen, sie in der richtigen Reihenfolge zusammenzubauen und das Modul an der ausgewählten Stelle zu installieren. Sobald die minimale Brise auftritt, funktioniert das Produkt und gibt den Besitzern die erforderliche Energie.
Schritt 1: Beschaffung von Komponenten und Materialien
Um einen vertikalen Windgenerator mit Ihren eigenen Händen herzustellen, benötigen Sie folgende Komponenten:
- Rotor - beweglicher Teil des Geräts:
- die Klingen - Teile, die den Windfluss erfassen;
- Axialmast - zur Befestigung des Rotors und der Blätter (kann die Form einer langen Stange, Pyramide oder eines Stativs haben);
- Stator - Bestimmt für die Platzierung einer Spule mit einem dauerhaften Kupferdraht;
- Batterie - Kapazität zur Akkumulation der empfangenen Ressource;
- Wechselrichter - eine Vorrichtung zur Umwandlung von Gleichstrom in Wechselstrom;
- die Steuerung - das Gerät, das den Generator bremst, in dem Moment, in dem das Gerät die tatsächliche Leistung entwickelt, die die Basislinie überschreitet.
Für die Herstellung von Klingen geeignete leichte Kunststofffolien mit einem guten Indikator für die Elastizität. Andere Arten von Materialien sind zu anfällig für verschiedene Beschädigungen und Verformungen und können eine so hohe dynamische Belastung einfach nicht bewältigen.
Kleine Schaufeln können aus PVC mittlerer Dichte hergestellt werden. Für große, breite Teile benötigen Sie das haltbarste Material, das starken Winden mit einer Geschwindigkeit von 15 m / s und mehr lange standhält.
Schritt 2: Elemente vorbereiten
Für Klingen erstellen Aus einem vertikalen Windgenerator werden 4 vertikale Teile aus einem hochfesten PVC-Rohr herausgeschnitten. Zwei halbkreisförmige Fragmente werden aus Zinn geschnitten und auf jeder Seite des Rohrs befestigt. Der Rotationsradius der Schaufelteile beträgt in diesem Fall 690 mm, und die Höhe jeder Schaufel beträgt etwa 700 mm.
Zur Montage des Rotorsystems werden Neodym-Magnete (6 Stk.), Ferritscheiben mit einem Durchmesser von 230 mm (2 Stk.) Und Klebstoff entnommen. Auf der ersten Scheibe befinden sich Magnete mit wechselnder Polarität und einem Winkel von 60 Grad zwischen ihnen mit einem Durchmesser von 165 mm. Die zweite Scheibe wird auf die gleiche Weise hergestellt, und dann werden die Magnete mit Klebstoff gefüllt.
Für den Stator werden 9 Spulen vorbereitet und jeweils 60 Windungen Kupferdraht mit einem Durchmesser von 1 mm aufgewickelt.
Die anschließende Haftung erfolgt in der folgenden Reihenfolge:
- Anfang von 1 Spule mit Ende 4;
- Beginnen Sie 4 mit dem Ende 7 der Spule.
Die zweite Phase wird nach dem gleichen Prinzip gesammelt, aber sie beginnen mit 2 Spulen und die dritte mit 3 Spulen zu arbeiten. Eine spezielle Form besteht aus einer Sperrholzplatte, der Boden ist mit einem Stück Glasfaser ausgekleidet und aus Spulen gelötete Phasen werden oben platziert.
Füllen Sie die Struktur mit Klebstoff und lassen Sie sie 1-2 Tage einwirken, damit alle Details erfasst werden und die richtigen Stellen einnehmen. Anschließend verbinden sie die einzelnen Teile zu einem einzigen Arbeitssystem.
Schritt 3: Zusammenbau aller Generatorteile
Um alle Generatorelemente im oberen Rotor zu verbinden, werden 4 Löcher für die Stehbolzen hergestellt. Der untere Rotor ist mit Magneten oben auf der Halterung platziert. Als nächstes wird der Stator platziert, nachdem Löcher in ihn zum Befestigen an der Halterung gemacht wurden.
Die Bolzen ruhen auf der Aluminiumplatte und bedecken sie dann mit einem zweiten Rotor, wobei sie mit Magneten nach unten platziert werden.
Mit einem Schraubenschlüssel werden die Bolzen abwechselnd gedreht, so dass der obere Rotor gleichmäßig und ohne Ruckeln zum unteren Rotor abfällt. Wenn es seinen Platz einnimmt, werden die Bolzen verdreht und die Aluminiumplatten entfernt. Am Ende wird die gesamte Struktur mit Muttern befestigt und fest angezogen, jedoch nicht zu fest, um den Faden nicht zu brechen.
Schritt 4: Endgültige Hardwareinstallation
Für den Mast nehmen sie ein starkes Metallrohr von 4 bis 5 Metern Länge und schrauben den bereits montierten Generator mit der Schraube. Dann befestigen sie den Rahmen mit Kunststoffklingen am Generator und installieren die Maststruktur an einer vorbereiteten Stelle mit einem dreipunktverstärkten Fundament.
Zusätzlich wird die Position des Systems mit einer Dehnung festgelegt.
Das Stromnetz zur Windmühle ist in einer bestimmten Reihenfolge angeschlossen. Die Steuerung empfängt eine Ressource vom Generator und wandelt den Wechselstrom in Gleichstrom um, der zum Laden der Batterie erforderlich ist. Kann Bauen Sie den Controller selbst zusammen nach einem vereinfachten Schema.
Die Batterie sammelt die freigesetzte Energie und der Wechselrichter wandelt den Gleichstrom in Wechselstrom um, der den Großteil der Haushaltsgeräte und Haushaltssysteme versorgt.
Auf unserer Website finden Sie eine Auswahl von Artikeln zur hausgemachten Herstellung verschiedener Arten von Windgeneratoren.
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- Windgenerator zum Selbermachen aus einer Waschmaschine: Montageanleitung für eine Windmühle
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Eine weitere interessante Option für den Bau einer vertikalen Windmühle kann aus Abfallstoffen zusammengebaut werden, wobei nicht mehr als 250 Rubel für den Kauf zusätzlicher Komponenten ausgegeben werden. Unabhängige Handwerker benötigen ein Fahrradrad, weitere 12 Fahrradspeichen, eine Achse vom hinteren Fahrradrad mit drei Muttern, einen Stahlstreifen und 11 Aluminiumplatten.
Benötigen Sie noch 150 Nieten, M4-Schrauben mit Muttern in Höhe von 18 Stück, M6-Schrauben mit Muttern in Höhe von 3 Stück, 27 größere Unterlegscheiben und 24 kleine.
In der folgenden Galerie werden die Montageschritte kurz dargestellt:
Das folgende Video-Tutorial zeigt alle Schritte im Detail:
Platz für einen Windgenerator wählen
Die Wahl des richtigen Installationsortes für den Windgenerator ist ein wichtiger Schritt. Stellen Sie das Gerät am besten an einem offenen Maximalpunkt auf und überwachen Sie sorgfältig, dass es nicht unter das Niveau benachbarter Wohn- und Wirtschaftsgebäude fällt. Andernfalls werden die Gebäude zu einem Hindernis für den Luftstrom und die Effizienz des Geräts nimmt stark ab.
Wenn der Standort an einen Fluss oder See geht, befindet sich die Windmühle am Ufer, wo die Winde besonders häufig wehen. Perfekt für die Position der im Gebiet verfügbaren Generatorhöhen oder für große leere Räume ohne künstliche oder natürliche Barrieren für den Luftstrom.
Wenn sich Wohnimmobilien (Haus, Hütte, Wohnung usw.) in der Stadt oder außerhalb der Stadt befinden, aber an Orten mit dichter Entwicklung, wird der Windkraftkomplex auf das Dach gelegt.
Um den Generator auf dem Dach eines Wohnhauses zu platzieren, bedürfen sie der schriftlichen Zustimmung der Nachbarn und erhalten die behördliche Genehmigung der zuständigen Behörden.
In einem Privathaus mit großem Garten ist die Auswahl eines geeigneten Ortes viel einfacher. Die Hauptsache ist, dass sich die Struktur in einem Abstand von 15-25 Metern vom Wohnbereich befindet. Dann stören die Soundeffekte der rotierenden Klingen niemanden.
Aufrechte Wartung
Damit der vertikale Windgenerator effizient, klar und so effizient wie möglich arbeitet, müssen alle beweglichen Teile der Struktur geschmiert werden. Ein solches Verfahren wird mindestens zweimal für das gesamte Kalenderjahr durchgeführt.
Ziehen Sie während der Wartung die Muttern während des Betriebs locker an, verstärken Sie die elektrischen Verbindungen, überprüfen Sie die mechanischen Komponenten auf Korrosion, ziehen Sie die losen Spannkabel fest und überprüfen Sie die Klingen sorgfältig auf Bruch oder Beschädigung.
Teile werden nach Bedarf lackiert und führen einmal im Jahr eine vollständige Untersuchung der gesamten Struktur auf Fehlfunktionen durch. Diese Sorgfalt gewährleistet den ordnungsgemäßen Betrieb der Windkraftanlage und verlängert deren Betriebsdauer.
Bewertung der Machbarkeit der Installation
Bevor sie mit der Herstellung eines vertikalen Windgenerators fortfahren, untersuchen sie die Wettersituation in ihrer Region und versuchen festzustellen, ob das Gerät die erforderliche Menge an Ressourcen bereitstellen kann.
Experten empfehlen die Bewertung der folgenden Parameter:
- Anzahl der windigen Tage - den Durchschnittswert für das Jahr nehmen, in dem die Böe 3 m / s überschreitet;
- Volumen der Elektrizitätpro Tag vom Wohneigentum verbraucht;
- geeigneter Ort in einem privaten Bereich für Windgeräte.
Der erste Indikator wird aus Daten gelernt, die an der nächsten Wetterstation oder im Internet an den jeweiligen Portalen abgerufen wurden. Zusätzlich werden sie mit gedruckten geografischen Veröffentlichungen überprüft und machen ein vollständiges Bild der Situation mit dem Wind in ihrer Region.
Statistiken werden nicht in einem Jahr, sondern in 15 bis 20 Jahren erstellt. Nur dann sind die Durchschnittswerte so korrekt wie möglich und zeigen, ob der Generator den Strombedarf des Haushalts vollständig decken kann oder ob er nur zur Deckung des individuellen Haushaltsbedarfs ausreicht.
Wenn dem Eigentümer ein großes Grundstück am Hang, in der Nähe des Flussufers oder auf freiem Feld zur Verfügung steht, gibt es keine Probleme bei der Installation.
Wenn sich das Haus in den Tiefen des Dorfes befindet und der Hof kompakt ist und eng an die benachbarten Gebäude angrenzt, ist es nicht einfach, ein vertikales Modell einer Windkraftanlage mit eigenen Händen zu installieren. Die Struktur muss 3-5 Meter über dem Boden angehoben und zusätzlich verstärkt werden, damit sie nicht mit einem starken Ansturm fällt.
All diese Informationen müssen in der Planungsphase berücksichtigt werden, damit klar wird, ob der Windgenerator die volle Energieversorgung übernehmen kann oder ob seine Rolle im Rahmen der Hilfsenergiequelle verbleibt. Es ist vorzuziehen, durchzuführen Windmühlenberechnung.
Schlussfolgerungen und nützliches Video zum Thema
Video Nr. 1 zeigt, wie Sie einen vertikalen Windgenerator mit einem Darier-Rotationssystem mit Ihren eigenen Händen zu Hause herstellen. Das Video zeigt die Merkmale und merkwürdigen Nuancen des Montageprozesses. Es gibt eine Definition der maximalen Leistung der hergestellten Einheit:
Wie der vertikale Windgenerator funktioniert und inwieweit er Energie erzeugt, zeigt Video 2. Es bietet einen detaillierten Überblick über das Modul und eine Beschreibung der Arbeiten zur korrekten Messung der Istleistung und anderer Parameter:
Video 3 zeigt das Testen eines provisorischen vertikalen Windgenerators. Was ist ein handgefertigtes Gerät aus improvisierten Materialien, das in der Lage ist:
Eine so moderne und praktische alternative Energiequelle wie vertikale Windmühlen lässt sich leicht mit Ihren eigenen Händen zusammenbauen. Mit der richtigen Geschäftserfahrung kann jedes Teil hergestellt und dann alle Komponenten zu einem einzigen, integralen Design kombiniert werden.
Wenn Sie die Aufgabe nicht komplizieren möchten, ist es durchaus angebracht, fertige Komponenten zu Hause ohne Eile und Aufhebens zu kaufen, um eine zuverlässige Windkraftanlage zu montieren, die eine unterbrechungsfreie Stromversorgung des Wohnzimmers gewährleisten kann.
Wenn es in Ihren Fähigkeiten keine absolute Gewissheit gibt, ist es besser, die Arbeit Fachleuten anzuvertrauen. Sie erledigen alles sehr schnell und in voller Übereinstimmung mit den grundlegenden betrieblichen Anforderungen.
Haben Sie Erfahrung mit dem Bau und Betrieb eines Windgenerators? Bitte teilen Sie Informationen mit unseren Lesern und schlagen Sie Ihre Art der Montage des Geräts vor. Sie können Kommentare hinterlassen und hausgemachte Fotos in das unten stehende Formular einfügen.
Einige fortgeschrittene Haushalte nutzen seit langem Windkraft, um ihren Haushalt mit der notwendigen Energie zu versorgen. Um Stromrechnungen und mehr aus Neugier loszuwerden, baute ich mit meinen eigenen Händen eine Windkraftanlage zusammen. Ich brauchte einen Rotor, Plastikklingen, einen Mast (auf einem Stativ), eine Batterie und eine Steuerung. Bei der Rotation der Turbinen und Schaufeln entstehen 2 Hub- und elektrische Kräfte. Die Blätter drehen sich, der Rotor wird aktiviert und Elektrizität erzeugt.
Nun, und wie sind die Ergebnisse? Gibt es einen Auspuff davon? Ich selbst hatte lange den Wunsch, einen Windgenerator im Land zusammenzubauen. Natürlich hoffe ich als Hauptenergiequelle nicht darauf. Ich betrachte es zwar eher als Verwöhnung und interessante Erfahrung, aber was zum Teufel ist dann kein Scherz. Eine andere Sache ist, dass ich nicht viel weiter fortgeschritten bin als Ideen. Nach und nach sammle ich die Details - ich habe bereits normale Klingen gefunden und weiß, wo ich einen langen Mast bekommen kann. Diesen Sommer werde ich natürlich keine Zeit haben, aber nächstes Jahr werde ich versuchen, mich ab dem Frühjahr aktiver mit der Windmühle zu beschäftigen.
Nun, was kann ich sagen? Vertikale Windgeneratoren sind auf lange Sicht keine vielversprechende Richtung. Ja, eine solche Konstruktion ist einfacher zu montieren, aber im industriellen Maßstab werden solche Windgeneratoren praktisch nicht verwendet. Warum? Hier einige Highlights:
- Die gesamte Oberfläche der Schaufeloberfläche wird nicht genutzt (1/3 wird vom Wind aktiviert, 1/3 ist resistiv, 1/3 ist nicht beteiligt);
- Sie benötigen eine lange Welle, um das Drehmoment zu übertragen.
- Niedrige Ausgangsleistung.
Aber zunächst einmal sind solche Entwürfe durchaus geeignet, um zumindest mit etwas zu beginnen. Gleichzeitig haben vertikale Windgeneratoren ihre Vorteile:
- Es besteht keine Notwendigkeit, den Wind zu fangen (starke Winde sind nicht schrecklich und es besteht keine Notwendigkeit für Sammler).
- die Kosten des Projekts;
- Einfache Wartung.
In Zukunft ist es jedoch besser, sich auf das klassische Design von Windgeneratoren zu konzentrieren.
In der Beschreibung der Herstellung des Generators ist das Verhältnis von Magneten und Spulen falsch angegeben! Für 9 Spulen werden 12 Magnetpaare (24 Stück) benötigt. Vielleicht ist das Ergebnis des Videos deshalb bedauerlich.