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Por que os sistemas elétricos trifásicos podem dar aos mineradores uma vantagem competitiva enquanto a eficiência do ASIC diminui
Desde a introdução do primeiro minerador ASIC em 2013, a mineração de Bitcoin cresceu exponencialmente, com a eficiência aumentando de 1.200 J/TH para apenas 15 J/TH. Embora esses ganhos tenham sido impulsionados pela melhoria da tecnologia de chips, agora atingimos os limites dos semicondutores à base de silício. À medida que a eficiência continua a melhorar, o foco deve mudar para a otimização de outros aspectos da mineração, especialmente as configurações de energia.
Na mineração de Bitcoin, a energia trifásica tornou-se uma alternativa melhor à energia monofásica. À medida que mais ASICs são projetados para tensão de entrada trifásica, a infraestrutura de mineração futura deve considerar a implementação de um sistema trifásico unificado de 480 V, especialmente considerando sua prevalência e escalabilidade na América do Norte.
Para entender a importância do fornecimento de energia trifásico ao minerar Bitcoin, você deve primeiro entender os princípios básicos dos sistemas de energia monofásicos e trifásicos.
A energia monofásica é o tipo mais comum de energia elétrica usada em aplicações residenciais. Consiste em dois fios: um fio fase e um fio neutro. A tensão em um sistema monofásico flutua em um padrão senoidal, com a energia fornecida atingindo um pico e, em seguida, caindo para zero duas vezes a cada ciclo.
Imagine empurrar uma pessoa em um balanço. A cada empurrão, o balanço balança para frente, depois para trás, atinge o ponto mais alto, depois desce para o ponto mais baixo, e então você empurra novamente.
Assim como as oscilações, os sistemas de energia monofásicos também apresentam períodos de potência máxima e zero. Isso pode levar a ineficiências, especialmente quando se requer um fornecimento estável, embora em aplicações residenciais tais ineficiências sejam insignificantes. No entanto, em aplicações industriais exigentes, como a mineração de Bitcoin, isso se torna extremamente importante.
A eletricidade trifásica é comumente usada em ambientes industriais e comerciais. Ela consiste em fios trifásicos, o que proporciona um fornecimento de energia mais estável e confiável.
Da mesma forma, usando o exemplo do balanço, suponha que três pessoas estejam empurrando o balanço, mas o intervalo de tempo entre cada empurrão seja diferente. Uma pessoa empurra o balanço quando ele começa a desacelerar após o primeiro empurrão, outra o empurra um terço do caminho e a terceira o empurra dois terços do caminho. Como resultado, o balanço se move de forma mais suave e uniforme, pois é constantemente empurrado em ângulos diferentes, o que garante um movimento constante.
Da mesma forma, os sistemas de energia trifásicos fornecem um fluxo constante e equilibrado de eletricidade, aumentando assim a eficiência e a confiabilidade, o que é especialmente útil para aplicações de alta demanda, como a mineração de Bitcoin.
A mineração de Bitcoin evoluiu muito desde seu início, e as necessidades de eletricidade mudaram significativamente ao longo dos anos.
Antes de 2013, os mineradores usavam CPUs e GPUs para minerar Bitcoin. Com o crescimento da rede Bitcoin e o aumento da concorrência, o advento dos mineradores ASIC (circuitos integrados de aplicação específica) realmente mudou o jogo. Esses dispositivos são projetados especificamente para mineração de Bitcoin e oferecem eficiência e desempenho incomparáveis. No entanto, essas máquinas consomem cada vez mais energia, exigindo melhorias nos sistemas de alimentação.
Em 2016, as máquinas de mineração mais potentes tinham uma velocidade de computação de 13 TH/s e consumiam cerca de 1.300 watts. Embora a mineração com esse equipamento fosse extremamente ineficiente para os padrões atuais, era lucrativa na época devido à baixa concorrência na rede. No entanto, para obter um lucro decente no ambiente competitivo atual, os mineradores institucionais agora dependem de equipamentos de mineração que consomem cerca de 3.510 watts de eletricidade.
À medida que os requisitos de energia e eficiência dos ASICs para operações de mineração de alto desempenho aumentam, as limitações dos sistemas de energia monofásicos se tornam evidentes. A migração para energia trifásica está se tornando um passo lógico para atender às crescentes necessidades energéticas do setor.
A energia trifásica de 480 V é há muito tempo o padrão em ambientes industriais na América do Norte, América do Sul e em outros lugares. É amplamente adotada devido aos seus muitos benefícios em termos de eficiência, economia de custos e escalabilidade. A estabilidade e a confiabilidade da energia trifásica de 480 V a tornam ideal para operações que exigem maior tempo de atividade e eficiência da frota, especialmente em um mundo em processo de halving.
Uma das principais vantagens da eletricidade trifásica é sua capacidade de fornecer maior densidade de potência, reduzindo assim as perdas de energia e garantindo que os equipamentos de mineração operem com desempenho ideal.
Além disso, a implementação de um sistema de alimentação trifásico pode gerar economias significativas nos custos de infraestrutura elétrica. Menos transformadores, menos fiação e menor necessidade de equipamentos de estabilização de tensão ajudam a reduzir os custos de instalação e manutenção.
Por exemplo, em uma rede trifásica de 208 V, uma carga de 17,3 kW exigiria 48 amperes de corrente. No entanto, quando alimentada por uma fonte de 480 V, o consumo de corrente cai para apenas 24 amperes. Cortar a corrente pela metade não só reduz a perda de potência, como também minimiza a necessidade de fios mais grossos e caros.
À medida que as operações de mineração se expandem, a capacidade de aumentar a capacidade facilmente sem mudanças significativas na infraestrutura de energia é crucial. Sistemas e componentes projetados para energia trifásica de 480 V oferecem alta disponibilidade, permitindo que os mineradores escalem suas operações com eficiência.
À medida que a indústria de mineração de Bitcoin cresce, há uma tendência clara de desenvolvimento de mais ASICs que atendam ao padrão trifásico. Projetar instalações de mineração com uma configuração trifásica de 480 V não apenas resolve o problema atual de ineficiência, mas também garante que a infraestrutura seja preparada para o futuro. Isso permite que os mineradores integrem perfeitamente novas tecnologias que podem ter sido projetadas com a compatibilidade com a energia trifásica em mente.
Conforme mostrado na tabela abaixo, o resfriamento por imersão e o resfriamento a água são métodos excelentes para escalar a mineração de Bitcoin e alcançar um desempenho de hashing mais alto. No entanto, para suportar esse alto poder de computação, a fonte de alimentação trifásica deve ser configurada para manter um nível semelhante de eficiência energética. Em resumo, isso resultará em maiores lucros operacionais com a mesma porcentagem de margem.
A mudança para um sistema de energia trifásico exige planejamento e implementação cuidadosos. Abaixo estão os passos básicos para implementar energia trifásica em sua operação de mineração de Bitcoin.
O primeiro passo para implementar um sistema elétrico trifásico é avaliar as necessidades energéticas da sua operação de mineração. Isso envolve calcular o consumo total de energia de todos os equipamentos de mineração e determinar a capacidade adequada do sistema.
A modernização da sua infraestrutura elétrica para suportar um sistema de energia trifásico pode exigir a instalação de novos transformadores, fios e disjuntores. É fundamental contratar um eletricista qualificado para garantir que a instalação atenda aos padrões e regulamentos de segurança.
Muitos mineradores ASIC modernos são projetados para operar com energia trifásica. No entanto, modelos mais antigos podem exigir modificações ou o uso de equipamentos de conversão de energia. Configurar sua plataforma de mineração para operar com energia trifásica é uma etapa crucial para garantir a máxima eficiência.
Para garantir a operação ininterrupta das operações de mineração, é essencial implementar sistemas de backup e redundância. Isso inclui a instalação de geradores de backup, fontes de alimentação ininterruptas e circuitos de backup para proteção contra quedas de energia e falhas de equipamentos.
Uma vez que um sistema elétrico trifásico esteja em operação, o monitoramento e a manutenção contínuos são essenciais para garantir o desempenho ideal. Inspeções regulares, balanceamento de carga e manutenção preventiva podem ajudar a identificar e resolver potenciais problemas antes que afetem as operações.
O futuro da mineração de Bitcoin reside no uso eficiente dos recursos elétricos. À medida que os avanços na tecnologia de processamento de chips atingem seus limites, a atenção às configurações de energia se torna cada vez mais importante. A energia trifásica, especialmente em sistemas de 480 V, oferece muitos benefícios que podem revolucionar as operações de mineração de Bitcoin.
Sistemas de energia trifásicos podem atender às crescentes necessidades da indústria de mineração, proporcionando maior densidade de potência, maior eficiência, menores custos de infraestrutura e escalabilidade. A implementação de um sistema como esse exige planejamento e implementação cuidadosos, mas os benefícios superam em muito os desafios.
À medida que a indústria de mineração de Bitcoin continua a crescer, a adoção do fornecimento de energia trifásico pode abrir caminho para uma operação mais sustentável e lucrativa. Com a infraestrutura adequada, os mineradores podem utilizar todo o potencial de seus equipamentos e permanecer líderes no competitivo mundo da mineração de Bitcoin.
Este é um post convidado de Christian Lucas, da Bitdeer Strategy. As opiniões expressas são exclusivamente suas e não refletem necessariamente as opiniões da BTC Inc ou da Bitcoin Magazine.