Nieuws

Waarom driefasen-elektrische systemen mijnwerkers een concurrentievoordeel kunnen geven terwijl de ASIC-efficiëntie afneemt
Sinds de introductie van de eerste ASIC-miner in 2013 is Bitcoin mining exponentieel gegroeid, met een efficiëntie die is gestegen van 1200 J/TH naar slechts 15 J/TH. Hoewel deze winst te danken is aan verbeterde chiptechnologie, hebben we nu de grenzen van silicium-gebaseerde halfgeleiders bereikt. Naarmate de efficiëntie blijft verbeteren, moet de focus verschuiven naar het optimaliseren van andere aspecten van mining, met name de energie-instellingen.
Bij Bitcoin mining is driefasenstroom een beter alternatief geworden dan eenfasestroom. Naarmate meer ASIC's worden ontworpen voor driefaseningangsspanning, zou toekomstige mininginfrastructuur de implementatie van een uniform driefasensysteem van 480 V moeten overwegen, vooral gezien de prevalentie en schaalbaarheid ervan in Noord-Amerika.
Om het belang van driefasenvoeding bij het minen van Bitcoin te begrijpen, moet u eerst de basisprincipes van eenfase- en driefasenvoedingssystemen begrijpen.
Eenfasestroom is de meest voorkomende stroomvoorziening in woningen. Deze bestaat uit twee draden: een fasedraad en een nuldraad. De spanning in een eenfasesysteem fluctueert sinusvormig, waarbij het geleverde vermogen tijdens elke cyclus twee keer piekt en vervolgens weer daalt tot nul.
Stel je voor dat je iemand op een schommel duwt. Met elke duw zwaait de schommel naar voren, dan weer naar achteren, bereikt het hoogste punt, zakt dan weer naar het laagste punt, en dan duw je hem weer voort.
Net als oscillaties hebben eenfase-energiesystemen ook periodes met maximaal en nul uitgangsvermogen. Dit kan leiden tot inefficiëntie, vooral wanneer een stabiele stroomvoorziening vereist is, hoewel dergelijke inefficiënties in residentiële toepassingen verwaarloosbaar zijn. In veeleisende industriële toepassingen zoals Bitcoin-mining wordt dit echter extreem belangrijk.
Driefasenstroom wordt veel gebruikt in industriële en commerciële omgevingen. Het bestaat uit driefasedraden, wat zorgt voor een stabielere en betrouwbaardere stroomvoorziening.
Stel je voor dat drie mensen de schommel duwen, maar dat het tijdsinterval tussen elke duw verschilt. Eén persoon duwt de schommel wanneer deze na de eerste duw begint te vertragen, een ander duwt hem een derde van de weg en de derde duwt hem twee derde van de weg. Hierdoor beweegt de schommel soepeler en gelijkmatiger, omdat hij constant onder verschillende hoeken wordt geduwd, wat zorgt voor een constante beweging.
Driefasenvoedingssystemen leveren een constante en evenwichtige stroom van elektriciteit, waardoor de efficiëntie en betrouwbaarheid toenemen. Dit is vooral handig voor toepassingen met een hoge vraag, zoals Bitcoin-mining.
Sinds de start van Bitcoin-mining is er een lange weg afgelegd en de elektriciteitsbehoefte is in de loop der jaren aanzienlijk veranderd.
Vóór 2013 gebruikten miners CPU's en GPU's om Bitcoin te minen. Naarmate het Bitcoin-netwerk groeide en de concurrentie toenam, veranderde de komst van ASIC-miners (Application-Specific Integrated Circuit) de spelregels. Deze apparaten zijn specifiek ontworpen voor Bitcoin-mining en bieden ongeëvenaarde efficiëntie en prestaties. Deze machines verbruiken echter steeds meer stroom, waardoor er verbeteringen in de voedingssystemen nodig waren.
In 2016 hadden de krachtigste miningmachines een rekensnelheid van 13 TH/s en verbruikten ze ongeveer 1300 watt. Hoewel minen met deze machine naar huidige maatstaven extreem inefficiënt was, was het destijds winstgevend vanwege de geringe concurrentie op het netwerk. Om in de huidige competitieve omgeving echter een behoorlijke winst te maken, vertrouwen institutionele miners nu op miningapparatuur die ongeveer 3510 watt aan elektriciteit verbruikt.
Naarmate de eisen voor ASIC-vermogen en -efficiëntie voor hoogwaardige mijnbouwactiviteiten blijven toenemen, worden de beperkingen van eenfase-stroomsystemen duidelijk. De overstap naar driefasenstroom wordt een logische stap om aan de groeiende energiebehoefte van de sector te voldoen.
Driefase 480V is al lange tijd de standaard in industriële omgevingen in Noord-Amerika, Zuid-Amerika en elders. Het wordt breed toegepast vanwege de vele voordelen op het gebied van efficiëntie, kostenbesparing en schaalbaarheid. De stabiliteit en betrouwbaarheid van driefase 480V-stroom maakt het ideaal voor toepassingen die een hogere uptime en vlootefficiëntie vereisen, vooral in een wereld die een halvering ondergaat.
Eén van de belangrijkste voordelen van driefasenstroom is de hogere vermogensdichtheid, waardoor energieverlies wordt beperkt en mijnbouwapparatuur optimaal presteert.
Bovendien kan de implementatie van een driefasenvoedingssysteem leiden tot aanzienlijke besparingen op de kosten van de energie-infrastructuur. Minder transformatoren, minder bedrading en een verminderde behoefte aan spanningsstabilisatieapparatuur dragen bij aan lagere installatie- en onderhoudskosten.
Bij een driefasenspanning van 208 V bijvoorbeeld, zou een belasting van 17,3 kW 48 ampère stroom nodig hebben. Bij een 480 V-bron daalt de stroomopname echter tot slechts 24 ampère. Door de stroom te halveren, wordt niet alleen het vermogensverlies verminderd, maar is er ook minder behoefte aan dikkere, duurdere kabels.
Naarmate mijnbouwactiviteiten uitbreiden, is het cruciaal om de capaciteit eenvoudig te kunnen opschalen zonder ingrijpende wijzigingen in de energie-infrastructuur. Systemen en componenten die zijn ontworpen voor 480V driefasenstroom bieden een hoge beschikbaarheid, waardoor mijnwerkers hun activiteiten efficiënt kunnen opschalen.
Naarmate de Bitcoin-miningindustrie groeit, is er een duidelijke trend om meer ASIC's te ontwikkelen die voldoen aan de driefasenstandaard. Het ontwerpen van miningfaciliteiten met een driefasenconfiguratie van 480 V lost niet alleen het huidige inefficiëntieprobleem op, maar zorgt er ook voor dat de infrastructuur toekomstbestendig is. Dit stelt miners in staat om nieuwe technologieën die mogelijk zijn ontworpen met driefasenvoeding in gedachten, naadloos te integreren.
Zoals de onderstaande tabel laat zien, zijn immersiekoeling en waterkoeling uitstekende methoden om Bitcoin mining op te schalen en zo hogere hashprestaties te bereiken. Om een dergelijk hoog rekenvermogen te ondersteunen, moet de driefasenvoeding echter zo worden geconfigureerd dat deze een vergelijkbare energie-efficiëntie behoudt. Kortom, dit resulteert in een hogere operationele winst bij hetzelfde margepercentage.
Overschakelen naar een driefasenstroomsysteem vereist zorgvuldige planning en implementatie. Hieronder vindt u de basisstappen voor het implementeren van driefasenstroom in uw Bitcoin-miningbedrijf.
De eerste stap bij de implementatie van een driefasenstroomsysteem is het inschatten van de stroombehoefte van uw mijnbouwbedrijf. Dit omvat het berekenen van het totale stroomverbruik van alle mijnbouwapparatuur en het bepalen van de juiste capaciteit van het stroomsysteem.
Het upgraden van uw elektrische infrastructuur ter ondersteuning van een driefasenstroomsysteem vereist mogelijk de installatie van nieuwe transformatoren, draden en stroomonderbrekers. Het is cruciaal om met een gekwalificeerde elektricien samen te werken om ervoor te zorgen dat de installatie voldoet aan de veiligheidsnormen en -voorschriften.
Veel moderne ASIC-miners zijn ontworpen om op driefasenstroom te werken. Oudere modellen vereisen echter mogelijk aanpassingen of het gebruik van stroomconversieapparatuur. Het instellen van uw mininginstallatie op driefasenstroom is een cruciale stap om maximale efficiëntie te garanderen.
Om een ononderbroken mijnbouw te garanderen, is de implementatie van back-up- en redundantiesystemen essentieel. Dit omvat de installatie van back-upgeneratoren, onderbrekingsvrije voedingen en back-upcircuits ter bescherming tegen stroomuitval en apparatuurstoringen.
Zodra een driefasenstroomsysteem operationeel is, zijn continue monitoring en onderhoud cruciaal om optimale prestaties te garanderen. Regelmatige inspecties, load balancing en preventief onderhoud kunnen helpen bij het identificeren en oplossen van potentiële problemen voordat ze de werking beïnvloeden.
De toekomst van Bitcoin mining ligt in het efficiënte gebruik van elektriciteitsbronnen. Naarmate de vooruitgang in chipverwerkingstechnologie haar grenzen bereikt, wordt aandacht voor de stroominstellingen steeds belangrijker. Driefasenstroom, met name 480V-systemen, biedt vele voordelen die Bitcoin mining radicaal kunnen veranderen.
Driefasenstroomsystemen kunnen voldoen aan de groeiende behoeften van de mijnbouwsector door een hogere vermogensdichtheid, verbeterde efficiëntie, lagere infrastructuurkosten en schaalbaarheid te bieden. De implementatie van een dergelijk systeem vereist zorgvuldige planning en implementatie, maar de voordelen wegen ruimschoots op tegen de uitdagingen.
Naarmate de Bitcoin-miningindustrie blijft groeien, zou de invoering van driefasenstroom de weg kunnen vrijmaken voor een duurzamere en winstgevendere bedrijfsvoering. Met de juiste infrastructuur kunnen miners het volledige potentieel van hun apparatuur benutten en koploper blijven in de competitieve wereld van Bitcoin-mining.
Dit is een gastblog van Christian Lucas van Bitdeer Strategy. De geuite meningen zijn uitsluitend die van hemzelf en weerspiegelen niet noodzakelijkerwijs de standpunten van BTC Inc of Bitcoin Magazine.