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Pourquoi les systèmes électriques triphasés peuvent offrir aux mineurs un avantage concurrentiel malgré la diminution de l'efficacité des ASIC
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 ont été rendus possibles par l'amélioration des puces, nous avons désormais atteint les limites des semi-conducteurs à base de silicium. L'efficacité continuant de progresser, il est impératif de se concentrer sur l'optimisation d'autres aspects du minage, notamment la gestion de l'énergie.
Dans le minage de Bitcoin, l'alimentation triphasée est devenue une meilleure alternative à l'alimentation monophasée. Avec la multiplication des circuits intégrés spécifiques (ASIC) conçus pour une tension d'entrée triphasée, les futures infrastructures de minage devraient envisager la mise en œuvre d'un système triphasé 480 V unifié, notamment compte tenu de sa prévalence et de son évolutivité en Amérique du Nord.
Pour comprendre l'importance de l'alimentation triphasée dans le minage de Bitcoin, il faut d'abord comprendre les bases des systèmes d'alimentation monophasés et triphasés.
L'alimentation monophasée est la plus courante dans les applications résidentielles. Elle se compose de deux fils : un fil de phase et un fil neutre. La tension dans un système monophasé fluctue de façon sinusoïdale, la puissance fournie atteignant un pic puis retombant à zéro deux fois par cycle.
Imaginez que vous poussez 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.
À l'instar des oscillations, les réseaux monophasés présentent également des périodes de puissance de sortie maximale et nulle. Ceci peut engendrer des pertes d'efficacité, notamment lorsqu'une alimentation stable est requise, bien que ces pertes soient négligeables pour les applications résidentielles. En revanche, elles deviennent cruciales pour les applications industrielles exigeantes telles que le minage de bitcoins.
L'électricité triphasée est couramment utilisée dans les secteurs industriel et commercial. Elle se compose de trois fils conducteurs, ce qui assure une alimentation électrique plus stable et fiable.
De même, reprenons l'exemple de la balançoire : imaginons que trois personnes la poussent, mais à des intervalles différents. Une personne la pousse lorsqu'elle commence à ralentir après la première impulsion, une autre au tiers de sa course, et la troisième aux deux tiers. Ainsi, la balançoire oscille de manière plus fluide et régulière car elle est constamment poussée selon des angles différents, ce qui garantit 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 le minage de Bitcoin.
Le minage de Bitcoin a beaucoup évolué depuis ses débuts, et les besoins en électricité ont considérablement changé au fil des ans.
Avant 2013, les mineurs utilisaient des processeurs (CPU) et des cartes graphiques (GPU) pour miner du Bitcoin. Avec la croissance du réseau Bitcoin et l'intensification de la concurrence, l'arrivée des mineurs ASIC (circuits intégrés spécifiques à une application) a véritablement bouleversé la donne. Ces appareils, conçus spécifiquement pour le minage de Bitcoin, offrent une efficacité et des performances inégalées. Cependant, leur consommation énergétique ne cesse d'augmenter, ce qui nécessite des améliorations au niveau 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 configuration fût extrêmement inefficace selon les normes actuelles, il était rentable à l'époque en raison de la faible concurrence sur le réseau. Cependant, pour dégager un profit décent dans le contexte concurrentiel actuel, les mineurs institutionnels utilisent désormais des équipements de minage consommant environ 3 510 watts.
Face à l'augmentation constante des exigences en matière de puissance et d'efficacité des circuits intégrés spécifiques (ASIC) pour les opérations minières à haute performance, les limites des systèmes d'alimentation monophasés deviennent évidentes. Le passage à l'alimentation triphasée s'impose donc comme une évolution logique pour répondre aux besoins énergétiques croissants du secteur.
Le courant triphasé 480 V est depuis longtemps la norme dans les environnements industriels en Amérique du Nord, en Amérique du Sud et ailleurs. Son adoption généralisée s'explique par ses nombreux avantages en termes d'efficacité, de réduction des coûts et d'évolutivité. La stabilité et la fiabilité de l'alimentation triphasée 480 V en font la solution idéale pour les opérations exigeant une disponibilité maximale et une efficacité accrue des parcs de machines, notamment dans un contexte mondial de réduction de moitié de la consommation d'énergie.
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 un fonctionnement optimal des équipements miniers.
De plus, la mise en place d'un système d'alimentation triphasé peut engendrer des économies substantielles sur les coûts d'infrastructure électrique. La réduction du nombre de transformateurs, de câblage et des besoins en équipements de stabilisation de tension contribue à diminuer les coûts d'installation et de maintenance.
Par exemple, sous une tension triphasée de 208 V, une charge de 17,3 kW nécessiterait un courant de 48 ampères. En revanche, sous une tension de 480 V, la consommation de courant chute à seulement 24 ampères. Réduire le courant de moitié permet non seulement de limiter les pertes de puissance, mais aussi de réduire le besoin de câbles plus épais et plus coûteux.
Avec l'expansion des activités minières, 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 ainsi 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 intégrés spécifiques (ASIC) compatibles avec la norme triphasée. La conception d'installations de minage avec une configuration triphasée 480 V permet non seulement de résoudre les problèmes d'inefficacité actuels, mais aussi de garantir la pérennité de l'infrastructure. Les mineurs peuvent ainsi intégrer facilement les nouvelles technologies conçues pour fonctionner avec une alimentation triphasée.
Comme le montre le tableau ci-dessous, le refroidissement par immersion et le refroidissement par eau sont d'excellentes méthodes pour augmenter la puissance de hachage du minage de Bitcoin. Cependant, pour supporter une telle puissance de calcul, l'alimentation triphasée doit être configurée de manière à maintenir un niveau d'efficacité énergétique équivalent. En résumé, cela se traduira par des bénéfices d'exploitation plus élevés pour une même marge bénéficiaire.
Passer à un système d'alimentation triphasé exige une planification et une mise en œuvre minutieuses. Vous trouverez ci-dessous les étapes essentielles pour intégrer l'alimentation triphasée à votre installation de minage de Bitcoin.
La première étape de la mise en place d'un système d'alimentation triphasé consiste à évaluer les besoins en énergie 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 d'alimentation.
La mise à niveau de votre infrastructure électrique pour supporter un système triphasé peut nécessiter l'installation de nouveaux transformateurs, câbles et disjoncteurs. Il est essentiel de faire appel à un électricien qualifié afin de garantir que l'installation respecte les normes et réglementations de sécurité.
De nombreux mineurs ASIC modernes sont conçus pour fonctionner sur une alimentation triphasée. Cependant, les modèles plus anciens peuvent nécessiter des modifications ou l'utilisation d'un convertisseur de puissance. Configurer votre système de minage pour qu'il fonctionne sur une alimentation triphasée est une étape cruciale pour garantir une efficacité maximale.
Pour garantir la continuité des opérations minières, il est essentiel de mettre en œuvre des systèmes de secours et de redondance. Cela comprend l'installation de générateurs de secours, d'alimentations sans interruption et de circuits de secours afin de se prémunir contre les coupures de courant et les pannes d'équipement.
Une fois un système triphasé opérationnel, une surveillance et une maintenance continues sont essentielles pour garantir des performances optimales. Des inspections régulières, l'équilibrage de la charge et la maintenance préventive permettent d'identifier et de résoudre les problèmes potentiels avant qu'ils n'affectent le fonctionnement.
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, la gestion de l'alimentation électrique devient primordiale. L'alimentation triphasée, et 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, une efficacité accrue, des coûts d'infrastructure réduits et une grande flexibilité d'installation. La mise en œuvre d'un tel système exige une planification et une réalisation rigoureuses, mais les avantages surpassent largement les difficultés.
Avec la croissance continue du secteur du minage de Bitcoin, l'adoption d'une alimentation triphasée pourrait ouvrir la voie à une exploitation plus durable et rentable. Grâce à une infrastructure adaptée, les mineurs pourront exploiter pleinement le potentiel de leur matériel et conserver leur position de leader dans le monde concurrentiel du minage de Bitcoin.
Cet article est une contribution de Christian Lucas de Bitdeer Strategy. Les opinions exprimées lui sont propres et ne reflètent pas nécessairement celles de BTC Inc ou de Bitcoin Magazine.