شهد تعدين البيتكوين نموًا هائلًا منذ شحن أول ASIC Miner في عام 2013، مما حسن كفاءة الأجهزة من 1200 J/TH إلى 15 J/TH فقط. بينما كانت هذه التحسينات مدفوعة بتكنولوجيا الشرائح المتقدمة، أصبحنا الآن نصل إلى حدود أشباه الموصلات القائمة على السيليكون. مع وصول مكاسب الكفاءة إلى ححدودها، ينبغي أن يتحول التركيز إلى تحسين جوانب أخرى من عمليات التعدين – لا سيما إعدادات الطاقة.
فهم الطاقة أحادية الطور والطاقة ثلاثية الطور
لفهم أهمية الطاقة ثلاثية الطور في تعدين البيتكوين، من الضروري أولاً فهم أساسيات أنظمة الطاقة أحادية الطور وثلاثية الطور.
الطاقة أحادية الطور هي الأكثر شيوعًا في الإعدادات السكنية. تتكون من سلكين: سلك حي وسلك محايد. الجهد في نظام أحادي الطور يتذبذب بشكل جيبي، مما يوفر طاقة تصل إلى ذروتها ثم تهبط إلى الصفر مرتين خلال كل دورة.
تخيل أنك تدفع شخصًا على أرجوحة. مع كل دفعة، تتحرك الأرجوحة للأمام ثم تعود، تصل إلى أقصى ارتفاع ثم تنزل إلى أدنى نقطة قبل أن تدفع مرة أخرى.
مثل الأرجوحة، يمتلك نظام الطاقة أحادي الطور فترات من الحد الأقصى والصفر في التسليم. هذا يمكن أن يؤدي إلى عدم الكفاءة، خاصة عندما تكون الطاقة المستمرة مطلوبة، على الرغم من أن هذه الكفاءة المتدنية تكون غير ملحوظة في التطبيقات السكنية. ولكنها تصبح مهمة في العمليات الصناعية ذات الطلب العالي مثل تعدين البيتكوين.
من ناحية أخرى، تُستخدم الطاقة ثلاثية الطور شيوعًا في الإعدادات الصناعية والتجارية. تتكون من ثلاثة أسلاك حية، مما يوفر تدفقًا مستمرًا وموثوقًا للطاقة.
باستخدام نفس مثال الأرجوحة، تخيل أن هناك ثلاثة أشخاص يدفعون الأرجوحة، ولكن كل شخص يدفع في أوقات مختلفة. أحدهم يدفع الأرجوحة عندما تبدأ في التباطؤ من الدفعة الأولى، وآخر يدفعها خلال ثلث الطريق خلال الدورة، والثالث يدفعها خلال ثلثي الدورة. النتيجة هي أرجوحة تتحرك بسلاسة واستمرار أكبر لأنها تُدفع باستمرار من زوايا مختلفة، مما يحافظ على الحركة المستمرة.
وبالمثل، يضمن نظام الطاقة ثلاثية الطور تدفقًا مستمرًا ومتوازنًا للطاقة، مما يؤدي إلى كفاءة أعلى وموثوقية زائدة، وهو أمر مفيد بشكل خاص للتطبيقات ذات الطلب العالي مثل تعدين البيتكوين.
تطور متطلبات الطاقة في تعدين البيتكوين
قطع تعدين البيتكوين شوطًا طويلًا منذ انطلاقه، مع تغييرات كبيرة في متطلبات الطاقة على مر السنين.
قبل عام 2013، اعتمد المعدنون على وحدات المعالجة المركزية ووحدات معالجة الرسوميات لتعدين البيتكوين. جاءت النقلة النوعية مع تطوير ASIC (دائرة متكاملة خاصة بالتطبيقات) كشبكة البيتكوين نمت وازدادت المنافسة. تم تصميم هذه الأجهزة خصيصًا لغرض تعدين البيتكوين، مما يوفر كفاءة وأداءً لا مثيل لهما. ومع ذلك، فإن المتطلبات الكبيرة للطاقة لهذه الأجهزة استدعت تحسينات في أنظمة تزويد الطاقة.
في عام 2016، كان بإمكان جهاز تعدين بحدود التقنية حينذاك حساب 13 TH/s بمتوسط استهلاك طاقة يبلغ حوالي 1300 واط (W). على الرغم من اعتباره غير فعال للغاية بمعايير اليوم، كان التعدين بهذه الأجهزة مربحًا بسبب قلة المنافسة في الشبكة في ذلك الوقت. ولكن لتحقيق أرباح كبيرة في بيئة اليوم التنافسية، يعتمد المعدنون المؤسسون الآن على أجهزة تتطلب حوالي 3510 واط.
480V ثلاثية الطور في تعدين البيتكوين
الكفاءة أولاً
كانت الطاقة ثلاثية الطور بجهد 480V هي المعيار في الإعدادات الصناعية عبر أمريكا الشمالية، أمريكا الجنوبية، ومناطق أخرى. يعود الانتشار الواسع لاعتمادها إلى فوائدها العديدة من حيث الكفاءة، توفير التكاليف، والقابلية للتوسع. اتساق وموثوقية الطاقة بجهد 480V يجعلها مثالية للعمليات التي تتطلب زيادة في تشغيل المعدات وكفاءة الأسطول، لا سيما في عالم ما بعد تخفيض المكافأة.
أحد الفوائد الأساسية للطاقة ثلاثية الطور هو قدرتها على توفير كثافة طاقة أعلى، مما يقلل من الخسائر في الطاقة ويضمن عمل معدات التعدين بأعلى مستويات الأداء.
بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن يؤدي تنفيذ نظام طاقة ثلاثية الطور إلى توفيرات كبيرة في تكاليف البنية التحتية الكهربائية. عدد أقل من المحولات، أسلاك أصغر، وتقليل الحاجة لمعدات تثبيت الجهد تسهم في خفض تكاليف التركيب والصيانة.
على سبيل المثال، حمولة تتطلب 17.3 كيلوواط من الطاقة عند 208V ثلاثية الطور ستحتاج لتيار يبلغ 48 أمبير. لكن إذا تم تزويد نفس الحمولة بمصدر 480V، فإن متطلبات التيار ستنخفض إلى 24 أمبير فقط. هذه الخفض في التيار لا يقلل من فقدان الطاقة فحسب، بل يقلل أيضًا الحاجة إلى أسلاك أكثر سمكًا وأكثر تكلفة.
القابلية للتوسع
مع توسع عمليات التعدين، فإن القدرة على إضافة مزيد من السعة بسهولة دون إعادة تصميم كبيرة للبنية التحتية للطاقة تعتبر أمرًا بالغ الأهمية. يجعل التوافر العالي لأنظمة ومكونات مصممة للطاقة ثلاثية الطور بجهد 480V من السهل على المعدنين توسيع عملياتهم بكفاءة.
مع تطور صناعة تعدين البيتكوين، هناك اتجاه واضح نحو تطوير ASICs متوافقة أكثر مع الطاقة ثلاثية الطور. تصميم منشآت التعدين بتكوين طاقة ثلاثية الطور بجهد 480V لا يعالج فقط الكفاءات الحالية ولكنه أيضًا يؤمن البنية التحتية للمستقبل. هذا يسمح للمعدنين بتكامل تقنيات جديدة بصورة انسيابية والمصممة لتوافق مع الطاقة ثلاثية الطور.
كما هو موضح في الجدول أدناه، فإن تقنيات التبريد بالغمر والتبريد بالماء هي طرق متفوقة في توسيع عمليات تعدين البيتكوين من حيث الوصول إلى إنتاج أكبر لمعدل التجزئة. ولكن لدعم قدرة حسابية أعلى بكثير، يصبح تكوين الطاقة ثلاثية الطور ضروريًا للحفاظ على مستوى مماثل من الكفاءة الطاقية. باختصار، سيؤدي هذا إلى ربحية عملياتية أعلى مع نسبة هامش ربح مماثلة.
تنفيذ الطاقة ثلاثية الطور في عمليات تعدين البيتكوين
تحديد متطلبات الطاقة
أول خطوة في تنفيذ نظام طاقة ثلاثية الطور هي تقييم متطلبات الطاقة لعملية التعدين. يتضمن ذلك حساب إجمالي استهلاك الطاقة لجميع معدات التعدين وتحديد السعة المناسبة للنظام الطاقي.
ترقية البنية التحتية الكهربائية
ترقية البنية التحتية الكهربائية لدعم نظام طاقة ثلاثية الطور قد يتطلب تركيب محولات جديدة، أسلاك، وقواطع دوائر. من الضروري العمل مع مهندسين كهربائيين مؤهلين لضمان أن التركيب يلبي معايير السلامة واللوائح.
تكوين أجهزة ASIC لتعمل على طاقة ثلاثية الطور
العديد من أجهزة ASIC الحديثة مصممة للعمل على طاقة ثلاثية الطور. ومع ذلك، قد تحتاج الطرازات القديمة إلى تعديلات أو استخدام معدات تحويل الطاقة. تكوين أجهزة التعدين للعمل على طاقة ثلاثية الطور هو خطوة حاسمة في تحقيق أقصى قدر من الكفاءة.
تنفيذ أنظمة الازدواج والنسخ الاحتياطي
لضمان عمليات تعدين غير منقطعة، من الضروري تنفيذ أنظمة ازدواج ونسخ احتياطي. يتضمن ذلك تركيب مولدات احتياطية، مزودات طاقة غير منقطعة، ودوائر طاقة مزدوجة للحماية من انقطاع التيار وأعطال المعدات.
المراقبة والصيانة
بمجرد تشغيل نظام الطاقة ثلاثية الطور، تكون المراقبة المستمرة والصيانة أمرًا حيويًا لضمان الأداء الأمثل. يمكن أن تساعد الفحوصات المنتظمة، موازنة الحمولة، والصيانة الاستباقية في تحديد ومعالجة المشاكل المحتملة قبل أن تؤثر على العمليات.
مستقبل تعدين البيتكوين يكمن في الاستغلال الأمثل لموارد الطاقة. مع وصول ترقيات تقنيات معالجة الشرائح إلى حدودها، يصبح التركيز على إعدادات الطاقة أمرًا حيويًا بشكل متزايد. توفر الطاقة ثلاثية الطور، وخاصة نظام 480V، مزايا عديدة يمكن أن تحدث ثورة في عمليات تعدين البيتكوين.
بتوفير كثافة طاقة أعلى، كفاءة محسنة، انخفاض تكاليف البنية التحتية، وقابلية للتوسع، يمكن لأنظمة الطاقة ثلاثية الطور دعم الطلبات المتزايدة لصناعة التعدين. يعتبر تنفيذ مثل هذا النظام عملية تتطلب تخطيطًا وتنفيذًا دقيقين، ولكن الفوائد تفوق التحديات بكثير.
مع استمرار تطور صناعة تعدين البيتكوين، يمكن أن يمهد احتضان الطاقة ثلاثية الطور الطريق لعمليات أكثر استدامة وربحية. مع البنية التحتية المناسبة، يمكن للمعدنين الاستفادة الكاملة من معداتهم والبقاء في الطليعة في العالم التنافسي لتعدين البيتكوين.
هذه مقالة ضيف من كريستيان لوكاس، استراتيجية في Bitdeer. الآراء المعبر عنها هي خاصة بهم ولا تعكس بالضرورة آراء BTC Inc أو Bitcoin Magazine.
