A mineração de Bitcoin teve um enorme crescimento desde o lançamento do primeiro minerador ASIC em 2013, melhorando a eficiência do hardware de 1.200 J/TH para apenas 15 J/TH. Embora este progresso tenha sido impulsionado por uma melhor tecnologia de chips, estamos agora a atingir os limites dos semicondutores baseados em silício. À medida que a eficiência contínua atinge um patamar, o foco deve mudar para a otimização de outros aspectos das operações de mineração – especialmente configurações de energia.
A energia trifásica surgiu como uma alternativa superior à energia monofásica na mineração de bitcoin. Uma vez que a maioria dos ASICs são concebidos para acomodar energia trifásica, as futuras infra-estruturas mineiras devem considerar a adopção de um sistema trifásico como o 480v, especialmente dada a sua abundância e prevalência em toda a América do Norte.
Compreendendo a energia monofásica e trifásica
Para compreender a importância da energia trifásica na mineração de bitcoin, é importante primeiro compreender os fundamentos dos sistemas de energia monofásicos e trifásicos.
A energia monofásica é o tipo mais comum de alimentação elétrica usada em áreas residenciais. Consiste em dois fios: um fio energizado e um fio neutro. A tensão em um sistema monofásico oscila senoidalmente, fornecendo potência que atinge o pico e depois cai para zero duas vezes durante cada ciclo.
Imagine que você está empurrando alguém em um balanço. A cada empurrão, o balanço vai para frente e para trás, atingindo uma altura máxima e descendo de volta à posição mais baixa antes de você empurrar novamente.
Como um gerador, um sistema de energia monofásico tem tempos de pico e zero de fornecimento de energia. Isto pode levar a ineficiências, especialmente quando é necessária energia constante, embora estas ineficiências possam ser ignoradas em aplicações residenciais. No entanto, torna-se importante para indústrias operacionais de alta demanda, como a mineração de bitcoin.
A energia trifásica, por outro lado, é mais utilizada em ambientes industriais e comerciais. Consiste em três fios energizados, que fornecem fluxo de energia constante e confiável.
Na mesma analogia do balanço, imagine que você tem três pessoas empurrando o balanço, mas cada pessoa empurra em intervalos diferentes. Uma pessoa empurra o balanço assim que ele começa a desacelerar desde o primeiro empurrão, outra pessoa empurra um terço do ciclo e uma terceira pessoa empurra dois terços do ciclo. O resultado é um balanço muito suave e consistente porque é empurrado continuamente a partir de diferentes níveis, mantendo um movimento consistente.
Da mesma forma, o sistema de energia trifásico garante um fluxo de energia contínuo e equilibrado, resultando em alta eficiência e confiabilidade, o que beneficia enormemente aplicações exigentes, como a mineração de bitcoin.
A evolução dos requisitos de energia para mineração de Bitcoin
A mineração de Bitcoin percorreu um longo caminho desde o seu início, com mudanças significativas nos requisitos de energia ao longo dos anos.
Antes de 2013, os mineradores dependiam de CPUs e GPUs para extrair bitcoins. A verdadeira virada de jogo veio com o desenvolvimento de mineradores ASIC (Circuito Integrado de Aplicação Específica), à medida que a rede Bitcoin crescia e a concorrência aumentava. Esses dispositivos são projetados especificamente para mineração de bitcoins, oferecendo eficiência e desempenho incomparáveis. No entanto, o aumento dos requisitos de energia destas máquinas exigiu melhorias nos sistemas de fornecimento de energia.
Em 2016, o melhor minerador conseguiu computar 13 TH/s com um consumo de energia estimado de 1.300 watts (W). Embora considerada ineficiente pelos padrões atuais, a mineração com esta ferramenta era lucrativa devido à baixa concorrência na rede da época. No entanto, para gerar um lucro razoável no ambiente competitivo de hoje, os mineiros institucionais dependem agora de plataformas que exigem cerca de 3.510 W.
As limitações dos sistemas de energia monofásicos tornaram-se aparentes à medida que aumentam os requisitos de energia ASIC e os requisitos de eficiência das operações de mineração de alto desempenho. A mudança para energia trifásica foi um passo lógico para apoiar as crescentes necessidades energéticas da indústria.
480v três fases na mineração de Bitcoin
Eficiência em primeiro lugar
A energia trifásica de 480 V tem sido o padrão em ambientes industriais na América do Norte, América do Sul e outras regiões. Essa adoção generalizada se deve às suas muitas vantagens em termos de eficiência, economia de custos e escalabilidade. A consistência e a confiabilidade da energia trifásica de 480 V a tornam ideal para operações que exigem mais tempo de atividade e eficiência da frota, especialmente no mundo pós-intermediário.
Uma das principais vantagens da energia trifásica é a sua capacidade de fornecer alta densidade de potência, o que reduz as perdas de energia e garante que os equipamentos de mineração operem com altos níveis de eficiência.
Além disso, o uso de um sistema de energia trifásico pode levar a economias significativas nos custos de infraestrutura elétrica. Menos transformadores, menos fiação e menor necessidade de amplificadores de potência contribuem para reduzir os custos de instalação e manutenção.
Por exemplo, uma carga que requer 17,3 quilowatts de potência em 208 V trifásico exigirá uma corrente de 48 amperes. Porém, se a mesma carga for alimentada por uma fonte de 480 V, a necessidade de corrente cai para apenas 24 amperes. Esta redução na tensão não só reduz a perda de energia, mas também reduz a necessidade de cabos mais grossos e mais caros.
Escalabilidade
À medida que as operações de mineração se expandem, a capacidade de adicionar facilmente capacidade adicional sem grandes modificações na infraestrutura elétrica é crítica. A alta disponibilidade de sistemas e componentes projetados para alimentação trifásica de 480 V facilita aos mineradores escalar suas operações de maneira eficaz.
À medida que a indústria de mineração de bitcoin se desenvolve, há uma tendência clara para o desenvolvimento de mais ASICs que cumpram as três fases. Projetar instalações de mineração com um sistema trifásico de 480 V não apenas aborda as ineficiências atuais, mas também prepara a infraestrutura para o futuro. Isto permite que os mineradores integrem perfeitamente novas tecnologias que podem ser projetadas com três níveis de compatibilidade energética em mente.
Conforme mostrado na tabela abaixo, as técnicas de imersão e resfriamento a água são a melhor maneira de aumentar o desempenho da mineração de bitcoin em termos de obtenção de alta produção de hashrate. Mas para suportar uma capacidade de computação tão elevada, torna-se necessária uma configuração de alimentação trifásica para manter o mesmo nível de eficiência energética. Em suma, isso resultará em maior lucro operacional com o mesmo percentual de margem de lucro.
Aproveitando o poder das três fases nas operações de mineração de Bitcoin
A mudança para um sistema energético trifásico requer planeamento e execução cuidadosos. Aqui estão as principais etapas envolvidas no uso da energia trifásica nas operações de mineração de bitcoin.
Avaliando os requisitos de energia
O primeiro passo na implementação de um plano energético trifásico é avaliar as necessidades energéticas das operações mineiras. Isto inclui calcular o consumo total de energia de todos os equipamentos de mineração e determinar a capacidade ideal do sistema de energia.
Desenvolvimento de infraestrutura elétrica
A atualização da infraestrutura elétrica para suportar um sistema de energia trifásico pode envolver a instalação de novos transformadores, cabos e disjuntores. É importante trabalhar com engenheiros elétricos qualificados para garantir que a instalação atenda aos padrões regulatórios e de segurança.
Prepara mineradores ASIC de energia trifásica
A maioria dos mineradores ASIC modernos são projetados para operar com energia trifásica. No entanto, modelos mais antigos podem exigir modificações ou o uso de conversores de energia. Configurar mineradores para funcionar com energia trifásica é um passo importante para aumentar a eficiência.
Usando programas sem empréstimo e de backup
Para garantir operações de mineração ininterruptas, é importante implementar sistemas de redundância e backup. Isso inclui a instalação de geradores de reserva, fontes de alimentação ininterruptas e circuitos elétricos redundantes para proteção contra cortes de energia e falhas de equipamentos.
Monitoramento e Cuidados
Uma vez que um sistema de energia trifásico esteja operacional, o monitoramento e a manutenção contínuos são essenciais para garantir a operação adequada. Testes regulares, balanceamento de carga e manutenção robusta podem ajudar a identificar e resolver possíveis problemas antes que afetem o desempenho.
A conclusão
O futuro da mineração de bitcoin reside no uso eficiente dos recursos energéticos. À medida que os avanços na tecnologia de processamento de chips atingem seus limites, o foco nas configurações de energia torna-se mais crítico. A energia trifásica, especialmente o sistema 480v, oferece muitas vantagens que podem revolucionar as operações de mineração de bitcoin.
Ao fornecer maior densidade de energia, maior eficiência, redução de custos de infraestrutura e escalabilidade, os sistemas de energia trifásicos podem atender às necessidades crescentes da indústria de mineração. A implementação de um sistema deste tipo requer planeamento e execução cuidadosos, mas os benefícios superam em muito os desafios.
À medida que a indústria de mineração de bitcoin continua a evoluir, adotar o poder das três fases pode abrir caminho para uma operação mais estável e lucrativa. Com a infraestrutura certa instalada, os mineiros podem aproveitar todo o potencial das suas máquinas e permanecer à frente no mundo competitivo da mineração de bitcoin.
Esta postagem convidada é de Christian Lucas, Estratégia da Bitdeer. As opiniões expressas são inteiramente próprias e não refletem as da BTC Inc ou da Bitcoin Magazine.
