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Pourquoi les systèmes électriques triphasés peuvent donner aux mineurs un avantage concurrentiel alors que l'efficacité des ASIC diminue
Depuis l'introduction du premier mineur ASIC en 2013, le minage de Bitcoin a connu une croissance exponentielle, son efficacité passant de 1 200 J/TH à seulement 15 J/TH. Si ces gains sont dus à l'amélioration de la technologie des puces, nous avons désormais atteint les limites des semi-conducteurs à base de silicium. Face à l'amélioration continue de l'efficacité, il est essentiel d'optimiser d'autres aspects du minage, notamment les paramètres d'alimentation.
Dans le minage de Bitcoin, l'alimentation triphasée est devenue une meilleure alternative à l'alimentation monophasée. De plus en plus d'ASIC étant conçus pour une tension d'entrée triphasée, les futures infrastructures de minage devraient envisager la mise en œuvre d'un système triphasé unifié de 480 V, notamment compte tenu de sa prévalence et de son évolutivité en Amérique du Nord.
Pour comprendre l’importance de l’alimentation triphasée lors de l’extraction de Bitcoin, vous devez d’abord comprendre les bases des systèmes d’alimentation monophasés et triphasés.
Le courant monophasé est le type d'alimentation le plus courant dans les applications résidentielles. Il est composé de deux fils : un fil de phase et un fil neutre. Dans un système monophasé, la tension fluctue selon une courbe sinusoïdale, la puissance fournie atteignant des pics puis retombant à zéro deux fois au cours de chaque cycle.
Imaginez pousser une personne sur une balançoire. À chaque poussée, la balançoire oscille vers l'avant, puis vers l'arrière, atteint son point le plus haut, puis retombe à son point le plus bas, et vous poussez à nouveau.
Tout comme les oscillations, les systèmes électriques monophasés connaissent des périodes de puissance de sortie maximale et nulle. Cela peut entraîner des inefficacités, notamment lorsqu'une alimentation stable est requise. Cependant, dans les applications résidentielles, ces inefficacités sont négligeables. En revanche, dans les applications industrielles exigeantes comme le minage de Bitcoin, cela devient extrêmement important.
L'électricité triphasée est couramment utilisée dans les environnements industriels et commerciaux. Elle est composée de fils triphasés, ce qui assure une alimentation électrique plus stable et plus fiable.
De même, reprenons l'exemple de la balançoire : supposons que trois personnes poussent la balançoire, mais que l'intervalle de temps entre chaque poussée soit différent. Une personne pousse la balançoire lorsqu'elle commence à ralentir après la première poussée, une autre la pousse au tiers de sa course, et la troisième aux deux tiers de sa course. Ainsi, la balançoire se déplace plus facilement et plus uniformément, car elle est constamment poussée à différents angles, ce qui assure un mouvement constant.
De même, les systèmes d’alimentation triphasés fournissent un flux d’électricité constant et équilibré, augmentant ainsi l’efficacité et la fiabilité, ce qui est particulièrement utile pour les applications à forte demande telles que l’exploitation minière de Bitcoin.
L’exploitation minière de Bitcoin a parcouru un long chemin depuis sa création et les besoins en électricité ont considérablement changé au fil des ans.
Avant 2013, les mineurs utilisaient des processeurs et des cartes graphiques pour miner des bitcoins. Avec le développement du réseau Bitcoin et l'intensification de la concurrence, l'avènement des mineurs ASIC (circuits intégrés spécifiques à une application) a véritablement changé la donne. Ces dispositifs sont spécialement conçus pour le minage de bitcoins et offrent une efficacité et des performances inégalées. Cependant, ces machines consomment de plus en plus d'énergie, ce qui nécessite l'amélioration des systèmes d'alimentation.
En 2016, les machines de minage les plus puissantes atteignaient une vitesse de calcul de 13 TH/s et consommaient environ 1 300 watts. Bien que le minage avec cette plateforme soit extrêmement inefficace par rapport aux normes actuelles, il était rentable à l'époque grâce à la faible concurrence sur le réseau. Cependant, pour réaliser un profit décent dans l'environnement concurrentiel actuel, les mineurs institutionnels s'appuient désormais sur des équipements de minage consommant environ 3 510 watts d'électricité.
Alors que les exigences en matière de puissance et d'efficacité des ASIC pour les opérations minières à haute performance continuent de croître, les limites des systèmes d'alimentation monophasés deviennent évidentes. Le passage au triphasé s'impose comme une étape logique pour répondre aux besoins énergétiques croissants du secteur.
Le réseau triphasé 480 V est depuis longtemps la norme dans les environnements industriels d'Amérique du Nord, d'Amérique du Sud et d'ailleurs. Largement adopté, il présente de nombreux avantages en termes d'efficacité, de réduction des coûts et d'évolutivité. Sa stabilité et sa fiabilité en font un choix idéal pour les opérations nécessitant une disponibilité accrue et une meilleure efficacité du parc, notamment dans un monde en pleine réduction de moitié.
L’un des principaux avantages de l’électricité triphasée est sa capacité à fournir une densité de puissance plus élevée, réduisant ainsi les pertes d’énergie et garantissant que les équipements miniers fonctionnent à des performances optimales.
De plus, la mise en œuvre d'un système d'alimentation triphasé peut entraîner des économies significatives sur les coûts d'infrastructure électrique. La réduction du nombre de transformateurs, du câblage et du besoin d'équipements de stabilisation de tension contribue à réduire les coûts d'installation et de maintenance.
Par exemple, avec une tension triphasée de 208 V, une charge de 17,3 kW nécessiterait 48 ampères de courant. Cependant, avec une alimentation de 480 V, la consommation de courant tombe à seulement 24 ampères. Diviser le courant par deux réduit non seulement les pertes de puissance, mais minimise également le recours à des câbles plus épais et plus coûteux.
À mesure que les opérations minières se développent, il est essentiel de pouvoir augmenter facilement la capacité sans modifier significativement l'infrastructure électrique. Les systèmes et composants conçus pour une alimentation triphasée de 480 V offrent une haute disponibilité, permettant aux mineurs d'adapter efficacement leurs opérations.
Avec la croissance du secteur du minage de Bitcoin, on observe une nette tendance au développement de circuits ASIC conformes à la norme triphasée. Concevoir des installations de minage avec une configuration triphasée de 480 V résout non seulement le problème d'inefficacité actuel, mais garantit également la pérennité de l'infrastructure. Cela permet aux mineurs d'intégrer facilement de nouvelles technologies, éventuellement conçues pour une alimentation triphasée.
Comme le montre le tableau ci-dessous, le refroidissement par immersion et le refroidissement par eau sont d'excellentes méthodes pour optimiser le minage de Bitcoin et obtenir de meilleures performances de hachage. Cependant, pour supporter une puissance de calcul aussi élevée, l'alimentation triphasée doit être configurée pour maintenir un niveau d'efficacité énergétique similaire. En résumé, cela se traduira par des bénéfices d'exploitation plus élevés pour un même pourcentage de marge.
Passer à un système d'alimentation triphasé nécessite une planification et une mise en œuvre minutieuses. Voici les étapes de base pour mettre en œuvre un système d'alimentation triphasé dans votre exploitation de minage de Bitcoin.
La première étape de la mise en œuvre d'un système d'alimentation triphasé consiste à évaluer les besoins énergétiques de votre exploitation minière. Cela implique de calculer la consommation électrique totale de tous les équipements miniers et de déterminer la capacité appropriée du système.
La modernisation de votre infrastructure électrique pour prendre en charge un système électrique triphasé peut nécessiter l'installation de nouveaux transformateurs, câbles et disjoncteurs. Il est essentiel de faire appel à un électricien qualifié pour garantir que l'installation est conforme aux normes et réglementations de sécurité.
De nombreux mineurs ASIC modernes sont conçus pour fonctionner sur un réseau triphasé. Cependant, les modèles plus anciens peuvent nécessiter des modifications ou l'utilisation d'un équipement de conversion de puissance. Configurer votre plateforme de minage pour fonctionner sur un réseau triphasé est une étape essentielle pour garantir une efficacité maximale.
Pour assurer la continuité des opérations minières, il est essentiel de mettre en place des systèmes de secours et de redondance. Cela comprend l'installation de générateurs de secours, d'alimentations sans coupure et de circuits de secours pour se protéger des pannes de courant et des défaillances des équipements.
Une fois qu'un système électrique triphasé est opérationnel, une surveillance et une maintenance continues sont essentielles pour garantir des performances optimales. Des inspections régulières, un équilibrage de charge et une maintenance préventive permettent d'identifier et de résoudre les problèmes potentiels avant qu'ils n'affectent l'exploitation.
L'avenir du minage de Bitcoin repose sur une utilisation efficace des ressources électriques. Face aux limites des progrès technologiques en matière de traitement des puces, il est de plus en plus important de prêter attention aux paramètres d'alimentation. L'alimentation triphasée, notamment les systèmes 480 V, offre de nombreux avantages susceptibles de révolutionner les opérations de minage de Bitcoin.
Les systèmes d'alimentation triphasés peuvent répondre aux besoins croissants de l'industrie minière en offrant une densité de puissance plus élevée, un rendement accru, des coûts d'infrastructure réduits et une évolutivité accrue. La mise en œuvre d'un tel système nécessite une planification et une mise en œuvre minutieuses, mais les avantages dépassent largement les défis.
Alors que le secteur du minage de bitcoins continue de croître, l'adoption d'une alimentation triphasée pourrait ouvrir la voie à une exploitation plus durable et plus rentable. Grâce à une infrastructure adéquate, les mineurs peuvent exploiter tout le potentiel de leurs équipements et rester leaders dans le secteur concurrentiel du minage de bitcoins.
Cet article est un article invité de Christian Lucas de Bitdeer Strategy. Les opinions exprimées sont les siennes et ne reflètent pas nécessairement celles de BTC Inc ou de Bitcoin Magazine.