Autore: Christian Lucas, Bitcoin Magazine Compilatore: Bai Shui, Golden Finance;
Da quando sono stati spediti i primi miner ASIC nel 2013, il mining di Bitcoin è cresciuto in modo esponenziale, con un’efficienza dell’hardware aumentata da 1.200 J/TH a soli 15 J/TH. Sebbene questi progressi siano stati guidati da una migliore tecnologia dei chip, ora abbiamo raggiunto i limiti dei semiconduttori a base di silicio. Man mano che l’efficienza migliora ulteriormente, l’attenzione deve spostarsi sull’ottimizzazione di altri aspetti delle operazioni minerarie, in particolare le impostazioni di potenza.
L'energia trifase è diventata un'alternativa migliore all'energia monofase nel mining di Bitcoin. Poiché sempre più ASIC sono progettati per ingressi di tensione trifase, le future infrastrutture minerarie dovrebbero prendere in considerazione l'adozione di un sistema trifase unificato da 480 V, soprattutto data la sua abbondanza e scalabilità in Nord America.
Ulteriori informazioni sugli alimentatori monofase e trifase
Per comprendere l'importanza dell'energia trifase nel mining di Bitcoin, è necessario prima comprendere le basi dei sistemi di alimentazione monofase e trifase.
L'alimentazione monofase è il tipo di alimentazione più comunemente utilizzato negli ambienti residenziali. È costituito da due fili: un filo sotto tensione e un filo neutro. La tensione in un sistema monofase oscilla in modo sinusoidale, con la potenza fornita che raggiunge il picco e poi scende a zero due volte in ogni ciclo.
Immagina di spingere una persona su un'altalena. Ad ogni spinta, l'altalena si muove in avanti, poi indietro, raggiungendo la sua altezza più alta, poi cadendo nel punto più basso, e poi spingi di nuovo.
Proprio come un'altalena, i sistemi di alimentazione monofase hanno periodi di erogazione di potenza massima e nulla. Ciò può portare a inefficienze, soprattutto dove è richiesta una potenza stabile, sebbene questa inefficienza sia trascurabile nelle applicazioni residenziali. Tuttavia, nelle operazioni ad alta richiesta e su scala industriale come il mining di Bitcoin, diventa molto importante.
L'alimentazione trifase, d'altra parte, è comunemente utilizzata in ambienti industriali e commerciali. È costituito da tre fili sotto tensione, che forniscono un flusso di energia più stabile e affidabile.
Nella stessa analogia dell'altalena, immagina tre persone che spingono sull'altalena, ma ciascuna spinge a intervalli diversi. Una persona spinge l'altalena mentre rallenta dalla prima spinta, un'altra persona la spinge per un terzo del ciclo e una terza persona la spinge per due terzi del ciclo. Il risultato è un'altalena che si muove in modo più fluido e coerente perché viene costantemente spinta da diverse angolazioni, mantenendo un movimento costante.
Allo stesso modo, il sistema di alimentazione trifase garantisce un flusso di potenza costante ed equilibrato, aumentando così l’efficienza e l’affidabilità, il che è particolarmente vantaggioso per le applicazioni ad alta richiesta come il mining di Bitcoin.
L'evoluzione dei requisiti energetici per il mining di Bitcoin
Il mining di Bitcoin ha fatto molta strada sin dal suo inizio e i requisiti energetici sono cambiati in modo significativo nel corso degli anni.
Prima del 2013, i minatori si affidavano a CPU e GPU per estrarre Bitcoin. Con la crescita della rete Bitcoin e l’aumento della concorrenza, lo sviluppo di piattaforme minerarie ASIC (Application Specific Integrated Circuit) ha portato un vero cambiamento. Questi dispositivi sono progettati specificamente per l'estrazione di Bitcoin con efficienza e prestazioni senza precedenti. Tuttavia, la maggiore richiesta di energia di queste macchine ha reso necessari miglioramenti al sistema di alimentazione.
Nel 2016, i migliori miner erano in grado di elaborare a 13 TH/s e consumavano circa 1.300 watt (W). Sebbene estremamente inefficiente per gli standard odierni, l'estrazione mineraria con tali apparecchiature era redditizia a causa della bassa concorrenza di rete dell'epoca. Tuttavia, per generare profitti significativi nell’ambiente competitivo odierno, i miner istituzionali ora fanno affidamento su impianti minerari che richiedono circa 3.510 W.
Poiché i requisiti di alimentazione degli ASIC e i requisiti di efficienza delle operazioni minerarie ad alte prestazioni continuano a crescere, vengono evidenziati i limiti dei sistemi di alimentazione monofase. Il passaggio all'elettricità trifase diventa un passo logico per supportare il crescente fabbisogno energetico del settore.
Alimentazione trifase da 480 V nel mining di Bitcoin
L'efficienza innanzitutto
L'alimentazione trifase da 480 V è stata per lungo tempo lo standard negli ambienti industriali del Nord America, del Sud America e altrove. Questa adozione diffusa è dovuta ai suoi numerosi vantaggi in termini di efficienza, risparmio sui costi e scalabilità. La coerenza e l'affidabilità dell'alimentazione trifase da 480 V la rendono ideale per le operazioni che richiedono maggiori tempi di attività ed efficienza della flotta, soprattutto in un mondo post-halving.
Uno dei principali vantaggi dell’energia trifase è la sua capacità di fornire una maggiore densità di potenza, riducendo così le perdite di energia e garantendo che le apparecchiature minerarie funzionino a livelli di prestazioni ottimali.
Inoltre, l’implementazione di un sistema di alimentazione trifase può comportare risparmi significativi sui costi dell’infrastruttura elettrica. Un numero inferiore di trasformatori, cablaggi più piccoli e una ridotta necessità di apparecchiature di stabilizzazione della tensione contribuiscono a ridurre i costi di installazione e manutenzione.
Ad esempio, un carico che richiede 17,3 kilowatt di potenza a 208 V trifase richiederebbe 48 A. Tuttavia, se lo stesso carico è alimentato da un alimentatore da 480 V, il fabbisogno di corrente scende a soli 24 A. Dimezzare la corrente non solo riduce la perdita di potenza, ma minimizza anche la necessità di cavi più spessi e costosi.
Scalabilità
Con l’espansione delle operazioni minerarie, la capacità di aggiungere facilmente più capacità senza revisionare l’infrastruttura energetica è fondamentale. L'elevata disponibilità di sistemi e componenti progettati per l'alimentazione trifase a 480 V rende più semplice per i minatori scalare le proprie operazioni in modo efficiente.
Con la crescita del settore minerario Bitcoin, c’è una chiara tendenza verso lo sviluppo di più ASIC conformi allo standard trifase. La progettazione di un impianto minerario con una configurazione trifase da 480 V non solo risolve le inefficienze attuali, ma rende anche l'infrastruttura a prova di futuro. Ciò consente ai minatori di integrare perfettamente nuove tecnologie che possono essere progettate pensando alla compatibilità di alimentazione trifase.
Come mostrato nella tabella seguente, le tecnologie di raffreddamento ad immersione e di raffreddamento ad acqua sono metodi superiori per scalare le operazioni di mining di Bitcoin per ottenere un output con tasso di hash più elevato. Ma per supportare una potenza di calcolo così elevata, una configurazione di alimentazione trifase è essenziale per mantenere livelli di efficienza energetica simili. In poche parole, ciò si tradurrà in profitti operativi più elevati con la stessa percentuale di margine di profitto.
Implementazione dell'energia trifase nelle operazioni di mining di Bitcoin
La transizione a un sistema di alimentazione trifase richiede un'attenta pianificazione ed esecuzione. Di seguito sono riportati i passaggi chiave per l'implementazione dell'elettricità trifase in un'operazione di mining Bitcoin.
Valutare le esigenze energetiche
Il primo passo nell’implementazione di un sistema di alimentazione trifase è valutare le esigenze energetiche dell’operazione mineraria. Ciò comporta il calcolo del consumo energetico totale di tutte le apparecchiature minerarie e la determinazione della capacità adeguata del sistema energetico.
Aggiornare le infrastrutture elettriche
L'aggiornamento dell'infrastruttura elettrica per supportare un sistema elettrico trifase può comportare l'installazione di nuovi trasformatori, cavi e interruttori automatici. È fondamentale collaborare con un ingegnere elettrico qualificato per garantire che l’installazione soddisfi gli standard normativi e di sicurezza.
Configurazione di un minatore ASIC per alimentazione trifase
Molti moderni minatori ASIC sono progettati per funzionare con alimentazione trifase. Tuttavia, i modelli più vecchi potrebbero richiedere modifiche o l'uso di apparecchiature di conversione di potenza. Configurare il tuo minatore per funzionare con alimentazione trifase è un passaggio fondamentale per massimizzare l'efficienza.
Implementare sistemi di ridondanza e backup
Per garantire operazioni di mining ininterrotte, è fondamentale implementare sistemi di ridondanza e backup. Ciò include l'installazione di generatori di riserva, gruppi di continuità e circuiti ridondanti per la protezione da interruzioni di corrente e guasti alle apparecchiature.
Monitorare e mantenere
Una volta che un sistema di alimentazione trifase è in funzione, il monitoraggio e la manutenzione continui sono fondamentali per garantire prestazioni ottimali. Ispezioni regolari, bilanciamento del carico e manutenzione proattiva aiutano a identificare e risolvere potenziali problemi prima che incidano sulle operazioni.
Insomma
Il futuro del mining di Bitcoin risiede nell’uso efficiente delle risorse elettriche. Man mano che i progressi nella tecnologia di elaborazione dei chip raggiungono i loro limiti, prestare attenzione alle impostazioni di potenza diventa sempre più importante. L'alimentazione trifase, in particolare i sistemi a 480 V, offre molti vantaggi che potrebbero rivoluzionare le operazioni di mining di Bitcoin.
I sistemi di alimentazione trifase possono soddisfare le crescenti richieste del settore minerario fornendo maggiore densità di potenza, maggiore efficienza, minori costi infrastrutturali e scalabilità. L’implementazione di un sistema di questo tipo richiede un’attenta pianificazione ed esecuzione, ma i benefici superano di gran lunga le sfide.
Mentre il settore minerario di Bitcoin continua a crescere, l’adozione dell’energia trifase può aprire la strada a operazioni più sostenibili e redditizie. Con la giusta infrastruttura in atto, i minatori possono sfruttare al massimo il potenziale delle loro attrezzature e stare al passo con la concorrenza nel competitivo mondo del mining di Bitcoin.
