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Warum dreiphasige elektrische Systeme Bergleuten einen Wettbewerbsvorteil verschaffen können, während die ASIC-Effizienz abnimmt
Seit der Einführung des ersten ASIC-Miners im Jahr 2013 ist das Bitcoin-Mining exponentiell gewachsen, wobei die Effizienz von 1.200 J/TH auf nur noch 15 J/TH gestiegen ist. Diese Zuwächse wurden zwar durch verbesserte Chiptechnologie ermöglicht, doch mittlerweile sind die Grenzen siliziumbasierter Halbleiter erreicht. Da die Effizienz weiter zunimmt, muss der Fokus auf die Optimierung anderer Aspekte des Minings verlagert werden, insbesondere auf die Energieeinstellungen.
Beim Bitcoin-Mining hat sich Dreiphasenstrom als bessere Alternative zum Einphasenstrom erwiesen. Da immer mehr ASICs für dreiphasige Eingangsspannung ausgelegt sind, sollte die zukünftige Mining-Infrastruktur die Implementierung eines einheitlichen dreiphasigen 480-V-Systems in Betracht ziehen, insbesondere angesichts der Verbreitung und Skalierbarkeit in Nordamerika.
Um die Bedeutung einer dreiphasigen Stromversorgung beim Bitcoin-Mining zu verstehen, müssen Sie zunächst die Grundlagen einphasiger und dreiphasiger Stromversorgungssysteme verstehen.
Einphasenstrom ist die am häufigsten verwendete Stromart in Wohngebäuden. Er besteht aus zwei Leitungen: einer Phasenleitung und einem Neutralleiter. Die Spannung in einem Einphasensystem schwankt sinusförmig, wobei die zugeführte Leistung während jedes Zyklus zweimal einen Spitzenwert erreicht und dann auf Null abfällt.
Stellen Sie sich vor, Sie schubsen eine Person auf einer Schaukel an. Bei jedem Schubs schwingt die Schaukel vorwärts, dann zurück, erreicht ihren höchsten Punkt, fällt dann auf ihren tiefsten Punkt und dann schubsen Sie erneut an.
Wie Schwingungen gibt es auch bei einphasigen Stromversorgungssystemen Phasen mit maximaler und Nullleistung. Dies kann zu Ineffizienzen führen, insbesondere wenn eine stabile Versorgung erforderlich ist. Bei Anwendungen im privaten Bereich sind solche Ineffizienzen jedoch vernachlässigbar. Bei anspruchsvollen industriellen Anwendungen wie dem Bitcoin-Mining ist dies jedoch äußerst wichtig.
Dreiphasenstrom wird häufig in industriellen und gewerblichen Umgebungen verwendet. Er besteht aus drei Phasenleitungen, die eine stabilere und zuverlässigere Stromversorgung gewährleisten.
Nehmen wir das Schaukelbeispiel an: Drei Personen schieben die Schaukel an, aber der Zeitabstand zwischen den einzelnen Anstößen ist unterschiedlich. Eine Person stößt die Schaukel an, wenn sie nach dem ersten Anstoß langsamer wird, eine andere stößt sie ein Drittel und die dritte zwei Drittel an. Dadurch bewegt sich die Schaukel sanfter und gleichmäßiger, da sie ständig in unterschiedlichen Winkeln angestoßen wird, was eine konstante Bewegung gewährleistet.
Ebenso sorgen Dreiphasenstromsysteme für einen konstanten und ausgeglichenen Stromfluss und erhöhen dadurch die Effizienz und Zuverlässigkeit, was insbesondere für anspruchsvolle Anwendungen wie das Bitcoin-Mining nützlich ist.
Das Bitcoin-Mining hat seit seiner Einführung eine lange Entwicklung durchgemacht und der Strombedarf hat sich im Laufe der Jahre erheblich verändert.
Vor 2013 nutzten Miner CPUs und GPUs zum Bitcoin-Mining. Mit dem Wachstum des Bitcoin-Netzwerks und der zunehmenden Konkurrenz veränderte die Einführung von ASIC-Minern (Application-Specific Integrated Circuit) die Spielregeln grundlegend. Diese Geräte sind speziell für das Bitcoin-Mining konzipiert und bieten unübertroffene Effizienz und Leistung. Allerdings verbrauchen diese Maschinen immer mehr Strom, was Verbesserungen an den Stromversorgungssystemen erfordert.
Im Jahr 2016 erreichten die leistungsstärksten Mining-Maschinen eine Rechengeschwindigkeit von 13 TH/s und verbrauchten rund 1.300 Watt. Obwohl das Mining mit dieser Anlage nach heutigen Maßstäben äußerst ineffizient war, war es damals aufgrund der geringen Konkurrenz im Netzwerk profitabel. Um im heutigen Wettbewerbsumfeld jedoch einen angemessenen Gewinn zu erzielen, sind institutionelle Miner heute auf Mining-Geräte angewiesen, die rund 3.510 Watt Strom verbrauchen.
Da die Anforderungen an ASIC-Leistung und -Effizienz für leistungsstarke Mining-Operationen weiter steigen, werden die Grenzen einphasiger Stromversorgungssysteme deutlich. Der Umstieg auf dreiphasige Stromversorgung ist ein logischer Schritt, um den wachsenden Energiebedarf der Branche zu decken.
Dreiphasiger 480-V-Strom ist seit langem der Standard in der Industrie in Nordamerika, Südamerika und anderswo. Er wird aufgrund seiner zahlreichen Vorteile in Bezug auf Effizienz, Kosteneinsparungen und Skalierbarkeit weithin eingesetzt. Die Stabilität und Zuverlässigkeit des dreiphasigen 480-V-Stroms macht ihn ideal für Betriebe, die eine höhere Betriebszeit und Flotteneffizienz erfordern, insbesondere in einer Welt, die eine Halbierung der Stromkosten erlebt.
Einer der Hauptvorteile von Dreiphasenstrom besteht darin, dass er eine höhere Leistungsdichte bietet, wodurch Energieverluste reduziert und sichergestellt wird, dass die Bergbauausrüstung mit optimaler Leistung arbeitet.
Darüber hinaus kann die Implementierung eines dreiphasigen Stromversorgungssystems zu erheblichen Einsparungen bei den Kosten der Strominfrastruktur führen. Weniger Transformatoren, weniger Verkabelung und ein geringerer Bedarf an Spannungsstabilisierungsgeräten tragen zur Senkung der Installations- und Wartungskosten bei.
Beispielsweise würde eine 17,3-kW-Last bei 208 V Dreiphasenspannung 48 Ampere Strom benötigen. Bei einer 480-V-Quelle sinkt die Stromaufnahme jedoch auf nur 24 Ampere. Die Halbierung des Stroms reduziert nicht nur den Leistungsverlust, sondern minimiert auch den Bedarf an dickeren und teureren Kabeln.
Mit der Ausweitung des Bergbaus ist die Möglichkeit, die Kapazität ohne wesentliche Änderungen an der Strominfrastruktur einfach zu skalieren, von entscheidender Bedeutung. Systeme und Komponenten für 480-V-Drehstrom bieten hohe Verfügbarkeit und ermöglichen Bergbauunternehmen eine effiziente Skalierung ihrer Betriebe.
Mit dem Wachstum der Bitcoin-Mining-Branche gibt es einen klaren Trend zur Entwicklung von ASICs, die dem Dreiphasenstandard entsprechen. Die Entwicklung von Mining-Anlagen mit einer dreiphasigen 480-V-Konfiguration löst nicht nur das aktuelle Ineffizienzproblem, sondern stellt auch sicher, dass die Infrastruktur zukunftssicher ist. Dies ermöglicht Minern die nahtlose Integration neuer Technologien, die möglicherweise für die Dreiphasenkompatibilität entwickelt wurden.
Wie die folgende Tabelle zeigt, eignen sich Tauchkühlung und Wasserkühlung hervorragend, um das Bitcoin-Mining zu skalieren und eine höhere Hashing-Leistung zu erzielen. Um diese hohe Rechenleistung zu unterstützen, muss die dreiphasige Stromversorgung jedoch so konfiguriert werden, dass sie ein ähnliches Maß an Energieeffizienz aufweist. Kurz gesagt: Dies führt zu höheren Betriebsgewinnen bei gleicher Marge.
Die Umstellung auf ein Dreiphasenstromsystem erfordert sorgfältige Planung und Umsetzung. Nachfolgend finden Sie die grundlegenden Schritte zur Implementierung von Dreiphasenstrom in Ihrem Bitcoin-Mining-Betrieb.
Der erste Schritt bei der Implementierung eines Dreiphasenstromsystems besteht darin, den Strombedarf Ihres Bergbaubetriebs zu ermitteln. Dazu müssen Sie den Gesamtstromverbrauch aller Bergbaugeräte berechnen und die entsprechende Kapazität des Stromsystems bestimmen.
Die Modernisierung Ihrer elektrischen Infrastruktur für ein Dreiphasensystem erfordert möglicherweise die Installation neuer Transformatoren, Leitungen und Leistungsschalter. Um sicherzustellen, dass die Installation den Sicherheitsstandards und -vorschriften entspricht, ist die Zusammenarbeit mit einem qualifizierten Elektriker unerlässlich.
Viele moderne ASIC-Miner sind für den Betrieb mit Dreiphasenstrom ausgelegt. Ältere Modelle erfordern jedoch möglicherweise Modifikationen oder den Einsatz von Stromrichtergeräten. Die Einrichtung Ihres Mining-Rigs für den Betrieb mit Dreiphasenstrom ist ein entscheidender Schritt, um maximale Effizienz zu gewährleisten.
Um einen unterbrechungsfreien Betrieb im Bergbau zu gewährleisten, ist die Implementierung von Backup- und Redundanzsystemen unerlässlich. Dazu gehört die Installation von Notstromaggregaten, unterbrechungsfreien Stromversorgungen und Notstromkreisen zum Schutz vor Stromausfällen und Geräteausfällen.
Sobald ein Dreiphasenstromsystem betriebsbereit ist, sind kontinuierliche Überwachung und Wartung entscheidend für eine optimale Leistung. Regelmäßige Inspektionen, Lastausgleich und vorbeugende Wartung helfen, potenzielle Probleme zu erkennen und zu beheben, bevor sie den Betrieb beeinträchtigen.
Die Zukunft des Bitcoin-Minings liegt in der effizienten Nutzung von Stromressourcen. Da die Fortschritte in der Chipverarbeitungstechnologie an ihre Grenzen stoßen, wird die Beachtung der Stromeinstellungen immer wichtiger. Dreiphasenstrom, insbesondere 480-V-Systeme, bietet viele Vorteile, die das Bitcoin-Mining revolutionieren können.
Dreiphasige Stromsysteme können den wachsenden Anforderungen der Bergbauindustrie gerecht werden, indem sie eine höhere Leistungsdichte, verbesserte Effizienz, geringere Infrastrukturkosten und Skalierbarkeit bieten. Die Implementierung eines solchen Systems erfordert sorgfältige Planung und Umsetzung, doch die Vorteile überwiegen die Herausforderungen bei weitem.
Da die Bitcoin-Mining-Branche weiter wächst, könnte die Einführung einer Dreiphasenstromversorgung den Weg für einen nachhaltigeren und profitableren Betrieb ebnen. Mit der richtigen Infrastruktur können Miner das volle Potenzial ihrer Ausrüstung ausschöpfen und im wettbewerbsintensiven Bitcoin-Mining führend bleiben.
Dies ist ein Gastbeitrag von Christian Lucas von Bitdeer Strategy. Die geäußerten Meinungen sind ausschließlich seine eigenen und spiegeln nicht unbedingt die Ansichten von BTC Inc oder Bitcoin Magazine wider.