• 09/2011 – 08/2015: Duales Bachelorstudium Maschinenbau bei Caterpillar Motoren Rostock GmbH und an der Hochschule Stralsund
• 10/2015 – 11/2017: Masterstudium Maschinenbau an der Universität Rostock, Vertiefung: Thermische Prozesse, Energieanlagen und Verbrennungsmotoren
• 01/2018 – 01/2019: Mitarbeiter der FVTR GmbH im Bereich der dynamischen Kraftwerkssimulation
• seit 02/2019: Mitarbeiter am Lehrstuhl für Technische Thermodynamik

Dynamisches Exergiekonzept für eine effizientere transiente Betriebsweise gekoppelter thermisch-elektrischer Energieversorgungsstrukturen

Die zunehmende Einspeisung volatiler und intermittierender erneuerbarer Energien in das Stromnetz, zwingt die konventionellen Energieerzeugungsanlagen, die zur Bereitstellung der Residuallast eingesetzt werden, zu einem dynamischeren Betrieb. Aus den transienten Wärmeübertragungsvorgängen im Lastwechselbetrieb folgt ein im Vergleich zum stationären Betrieb höherer Brennstoffverbrauch, der wiederum höhere Kohlenstoffdioxidemissionen zur Folge hat. Um das instationäre Betriebsverhalten von Kraftwerksanlagen zu analysieren und zu optimieren hat sich die dynamische Simulation physikalisch basierter, null- und eindimensional diskretisierter Modelle der Anlagen als effektives Mittel erwiesen. Zudem ist die Exergie als Bewertungsgröße komplexer thermodynamischer Prozesse etabliert, wird generell aber nicht für transiente Untersuchungen angewendet, da für diesen Fall die zeitliche Änderung des Exergieinhaltes des betrachteten Systems in die Rechnung einbezogen werden müsste. Dadurch lässt sich die Exergie, die keine Erhaltungsgröße darstellt und daher die Berücksichtigung des zusätzlichen Terms der Exergievernichtung erfordert, nicht wie bei der Energie mittels Bilanzierung der zu- und abfließenden Exergieströme berechnen.

Im Rahmen des Forschungsprojektes soll die dynamische Simulation von Kraftwerksmodellen mit der Exergieanalyse verfahrenstechnischer Prozesse kombiniert werden, indem die explizite Berechnung des exergetischen Zustandes aller Teilkomponenten im Modell zu jedem Zeitpunkt erfolgen soll. Dafür ist es erforderlich, die Exergieberechnung in die durch die thermodynamischen Zustands-, Bilanz- und Transportgleichungen beschriebenen Teilmodelle zu integrieren. Anhand eines generischen Gas- und Dampfturbinenheizkraftwerks mit Fernwärmespeicher, das als Untersuchungsobjekt dient, sollen anschließend Nutzungsmöglichkeiten des dynamischen Exergiekonzeptes demonstriert und innovative Prozessbewertungsmethoden und -parameter entwickelt werden. Darüber hinaus soll durch den Einsatz innovativer Regelkonzepte aktiv das Auftreten von transienten Wärmeströmen und damit einhergehender Exergieverluste vermieden werden.

• Wittenburg, R., Gierow, C., Pötke, R., Müller, K., & Holtz, D. Transition of district heating from fossil to renewable energies–pathways analysed by dynamic simulation. Renewable Energy Focus, 45, 271-286. 2023 DOI 10.1016/j.ref.2023.04.008
• Wittenburg R., Pruß, T.H., Holtz D., Müller K., Exergetische Bewertung von Maßnahmen zur Primärregelleistungserbringung in Kraftwerken, VDI Thermodynamik-Kolloquium 2022, 26.09. – 28.09.2022
• Wittenburg R., Müller K., Holtz D., Hübel M. Exergieanalyse des transienten Betriebsverhaltens eines GuD-Heizkraftwerks. In:  Beckmann, M., Hurtado, A. (Hrsg.). Kraftwerkstechnik 2021, SAXONIA Standortentwicklungs- und -verwaltungsgesellschaft mbH, Freiberg, 2021
• Wittenburg R., Müller K., Holtz D. Transiente Exergieanalyse und Verbesserung des dynamischen Betriebs eines GuD-Kraftwerks, VDI Thermodynamik-Kolloquium 2021, 27.09. – 29.09.2021
• Wittenburg R., Hübel M., Holtz D., Müller K. Transient exergy analysis of the dynamic operation of a combined cycle power plant. In: ASME 2021 Power Conference. DOI 10.1115/POWER2021-64311 
• Prause, J.H., Wittenburg, R., Holtz, D., Hassel, E., Gierow, C. Einsatzplanung eines Gas- und Dampfturbinenkraftwerks mittels instationärem Prozessmodell. In:  Beckmann, M., Hurtado, A. (Hrsg.). Kraftwerkstechnik 2020, SAXONIA Standortentwicklungs- und -verwaltungsgesellschaft mbH, Freiberg, 2020
• Wittenburg, R., Hübel, M. & Hassel, E., Dynamisches Exergiekonzept für eine effizientere transiente Betriebsweise gekoppelter thermisch-elektrischer Energieversorgungsstrukturen, VDI Thermodynamik-Kolloquium 2019, 30.09. – 02.10.2019, Duisburg, Deutschland
• Wittenburg, R., Hübel, M., Prause, H. & Hassel, E., Evaluation of a model-based dynamic exergy analysis for thermal power plants. Proceedings of the 32nd International Conference on Efficiency, Cost, Optimization, Simulation and Environmental Impact of Energy Systems, June 23-28, 2019, Wroclaw, Poland. ISBN 978-83-61506-51-5
• Wittenburg, R., Hübel, M., Prause, H., Gierow, C., Reißig, M., & Hassel, E., Effects of rising dynamic requirements on the lifetime consumption of a combined cycle gas turbine power plant. Energy Procedia, 158, 5717-5723. 2019. DOI 10.1016/j.egypro.2019.01.562
• Hübel, M., Prause, J., Gierow, C., Holtz, D., Wittenburg, R. Hassel, E., Evaluation of Flexibility Optimization for Thermal Power Plants, ASME Power Energy Conference 2018, Orlando, USA. DOI 10.1115/POWER2018-7573
• Prause, H., Wittenburg, R., Hübel, M., Nocke, J., Hassel, E., Sektorgekoppelte Energiesysteme zur Integration erneuerbarer Energien, 15. Symposium Energieinnovation, 14. bis 16. Februar 2018, Graz, Österreich, DOI 10.3217/978-3-85125-584-3
• Hübel, M., Prause, J., Wittenburg, R., Nocke, J., Hassel, E., Untersuchung einer effizienten Sektorenkopplung am Beispiel der Stadt Rostock, Thermodynamik-Kolloquium 2018, 26-28 September 2018, Kassel
• Hübel, M., Prause, J., Gierow, C., Holtz, D., Wittenburg, R., Nocke, J., Hassel, E., Model based decision making on flexibility adaptions in the energy sector, iSEnEC Conference, July 17-18 2018, Nürnberg
• Hübel, M., Wittenburg, R., Prause, H., Hassel, E., Energieflussmodellierung und Sektorenkopplung, XXIV. Energie-Symposium, 9.-11. November 2017, Stralsund

• WATT-Studienpreis 2017 des Wissenschaftlichen Arbeitskreises Technische Thermodynamik