La minería de Bitcoin alimentada con energía solar comienza con la carga eléctrica de los ASIC y las horas de operación previstas. Calcule la carga total del sitio, compárela con la producción solar horaria local y, a continuación, dimensione cualquier soporte de red eléctrica o de baterías necesario para cubrir las brechas. Por ejemplo, un minero que consume 3,645 kW utiliza 87,48 kWh en 24 horas antes de añadir la refrigeración externa y otras cargas del sitio.\n\nEl hardware de minería de Bitcoin consume una carga de alta potencia relativamente estable mientras opera, mientras que la generación fotovoltaica (FV) solar varía según la hora, el clima, la estación y la orientación del arreglo. La capacidad nominal de los paneles o un total anual de kilovatios-hora por sí solos no pueden determinar si el sistema puede hacer funcionar los mineros previstos. El modelado horario proporciona una evaluación energética inicial; también debe verificarse el suministro eléctrico estable y, cuando corresponda, la recarga suficiente de las baterías.\n\n## Definir la carga del ASIC\n\nEl primer paso es identificar qué modelo de ASIC funcionará, en qué modo de potencia, y qué más consume electricidad en el sitio. Las hojas de especificaciones del fabricante indican una cifra de "potencia en la pared" (power on wall), que es el consumo eléctrico típico del minero bajo las condiciones de prueba establecidas, independiente de su hashrate y de su calificación de eficiencia en J/TH.\n\nComo ejemplo de refrigeración por aire, el ANTMINER S21 XP de BITMAIN está especificado con un hashrate típico de 270 TH/s, una potencia en la pared de 3.645 W y 13,5 J/TH bajo las condiciones establecidas por el fabricante. En 24 horas con ese consumo de energía, el minero por sí solo consume 3,645 kW × 24 h = 87,48 kWh. En un período programado de seis horas, el mismo minero utiliza 3,645 kW × 6 h = 21,87 kWh. Estas son cifras exclusivas del ASIC: incluyen los propios ventiladores de la unidad y las pérdidas de la fuente de alimentación, pero excluyen la ventilación externa, el equipo de red y las pérdidas en otras partes del sistema eléctrico del sitio. No sume nuevamente las pérdidas internas de la fuente de alimentación del ASIC a su cifra de potencia en la pared. Consulte el Manual del Producto S21 XP.\n\nLos ASIC refrigerados por líquido (hydro-cooled) añaden carga adicional fuera del propio minero. El S23 Hyd. de BITMAIN está especificado con un típico de 580 TH/s y 5.510 W de potencia en la pared a una temperatura de entrada del refrigerante de 35 °C, lo que da aproximadamente 9,5 J/TH bajo esas condiciones establecidas. La unidad requiere un suministro eléctrico trifásico de 380-415 V con una corriente máxima de entrada de 12 A, además de un circuito de refrigerante con sus propios requisitos de flujo y temperatura. Las bombas de circulación y los enfriadores secos consumen energía por separado de la cifra nominal propia del ASIC y deben añadirse a la carga del sitio, a menos que la especificación del fabricante ya indique lo contrario. Consulte el Manual del Producto S23 Hyd..\n\nUna estimación práctica de la carga del sitio con fines de planificación suma la potencia del ASIC, la potencia del sistema de refrigeración, el equipo de red y monitoreo, y cualquier otra carga del sitio, como iluminación o controles. Esta es una suma de planificación, no una métrica de la industria con nombre propio, y su precisión depende de utilizar las condiciones de prueba establecidas por el fabricante y de incluir cada pieza de equipo que los mineros realmente requieren para funcionar.\n\n## Mapear la generación por hora\n\nLa potencia y la energía no son intercambiables: la potencia, en kilovatios, describe lo que se está consumiendo en un momento dado, mientras que la energía, en kilovatios-hora, describe el consumo durante un período de tiempo. La generación solar debe modelarse de la misma manera que se modela la carga, hora por hora, en lugar de como un único total anual.\n\nHerramientas como PVWatts estiman la producción fotovoltaica utilizando datos de recursos solares específicos de la ubicación y pueden producir resultados horarios o mensuales en lugar de solo una cifra anual. La entrada predeterminada de pérdidas del sistema de PVWatts es del 14%, con categorías ajustables como suciedad, sombreado, cableado y antigüedad del equipo; este valor predeterminado no debe tratarse como una cifra universal de pérdida real para cada instalación. La eficiencia de conversión del inversor se modela por separado de esa entrada de pérdidas. Consulte la documentación de salida de PVWatts y la guía de pérdidas del sistema.\n\nCompare la generación y la demanda en el mismo límite eléctrico. Al utilizar la salida de CA de PVWatts, no deduzca nuevamente las pérdidas modeladas del inversor o del sistema. Sume únicamente las pérdidas entre ese límite de salida y las cargas que aún no se hayan incluido. Las pérdidas de carga y descarga de la batería también deben contarse una sola vez a lo largo de sus respectivas trayectorias.\n\nUn arreglo que produce suficiente energía durante un año completo todavía puede generar poca o ninguna potencia durante varias horas después del atardecer o durante periodos prolongados de nubosidad. Comparar la producción solar horaria con la carga horaria identifica probables excedentes y déficits de energía, pero un promedio horario puede ocultar caídas de potencia de menor duración. Un sistema destinado a operar sin la red eléctrica también debe mantener la tensión y la frecuencia que los mineros requieren y responder a cambios rápidos en la generación. Los inversores convencionales conectados a la red (grid-following) dependen de una referencia externa de la red; la operación independiente requiere equipo diseñado para ese propósito. Consulte la guía sobre inversores del Departamento de Energía de EE. UU..\n\n## Escenarios conectados a la red vs. con baterías\n\nUna vez que se ha mapeado el perfil de generación horaria frente a la carga, se vuelven relevantes tres configuraciones amplias, y cada una modifica el costo y el riesgo de manera diferente.\n\nUn diseño conectado a la red (grid-tied) utiliza la generación solar cuando está disponible y extrae electricidad de la red para cubrir cualquier déficit, comprando efectivamente energía para las horas en que la energía solar no puede suministrar. Esto evita el costo de capital de las baterías, pero significa que parte del costo total de electricidad de la operación sigue ligado a las tarifas de la red y a su propia variación estacional o según la hora del día (time-of-use).

Un diseño respaldado por baterías almacena el excedente de energía solar y lo descarga durante los periodos de baja generación. Solo puede sostener la minería continua sin conexión a la red si la generación, el almacenamiento y el sistema de energía independiente pueden satisfacer la demanda a lo largo de las condiciones modeladas. Importan dos valores nominales de batería separados: la capacidad energética en kWh y la potencia de descarga continua en kW.\n\nPara una estimación inicial de un único periodo de descarga:\n\nCapacidad nominal de batería necesaria (kWh) ≈ Energía en CA que la batería debe suministrar (kWh) ÷ (fracción utilizable de la capacidad nominal × eficiencia de la ruta de descarga)\n\nLa fracción utilizable es la ventana de operación planificada entre los límites superior e inferior de estado de carga. El cálculo asume que la batería comienza en el límite superior y utiliza eficiencias expresadas como decimales. Si un proveedor indica la capacidad utilizable para esa misma ventana, no aplique la fracción utilizable nuevamente. Confirme si la energía indicada se mide en la batería o en la salida de CA. Esta es una estimación preliminar, antes de considerar la temperatura, el envejecimiento y la capacidad de reserva. Consulte la guía de dimensionamiento de baterías de SAM.\n\n### Un ejemplo sencillo durante toda la noche\n\nSupongamos que una S21 XP funciona a un ritmo constante de 3.645 kW, sin incluir cargas externas, y que la batería debe suministrar toda la energía durante 12 horas. Para ilustrarlo, se asume una ventana de capacidad utilizable del 80% y una eficiencia del 90% desde la energía almacenada en la batería hasta la carga de CA:\n\n- Energía nocturna en CA: 3.645 kW × 12 h = 43.74 kWh.\n- Capacidad nominal de batería: 43.74 ÷ (0.80 × 0.90) = 60.75 kWh.\n- Salida continua de CA requerida: al menos 3.645 kW solo para el minero.\n\nEso solo aborda un periodo de descarga. Si la carga desde el lado de CA hacia la energía almacenada en la batería tiene una eficiencia del 95%, reponer la energía usada durante la noche requiere 43.74 ÷ (0.90 × 0.95) ≈ 51.16 kWh de energía de carga en CA. Operar el minero durante las otras 12 horas también requiere 43.74 kWh, por lo que el requisito diario simplificado es de aproximadamente 94.90 kWh de salida de CA solar entregados en momentos utilizables.\n\nEstas eficiencias y la división de 12 horas son supuestos ilustrativos, no especificaciones de equipo ni un pronóstico solar. El arreglo solar debe atender al minero mientras suministra la potencia de carga, dentro de los límites de carga de la batería. Las cargas reales del sitio, las pérdidas fuera de los límites indicados, los márgenes operativos y el clima pueden elevar el requisito. Aún se necesita un modelo horario específico del sitio para seleccionar la capacidad del arreglo y el número de paneles.\n\nUn diseño híbrido combina baterías con soporte de la red eléctrica o de un generador para faltantes más prolongados. Elegir entre estas configuraciones depende del perfil solar del sitio, los costos de la electricidad comprada, el costo de las baterías y el inversor, y la tolerancia a tiempos de inactividad programados.\n\n## Modelar la operación intermitente\n\nPara cualquier hora en la que la generación solar sea insuficiente respecto a la carga, el faltante debe suplirse mediante descarga de batería, energía de la red, un generador, o reduciendo la carga de minería a través de un apagado programado. Modele horas sucesivas llevando adelante el estado de carga de la batería, considerando las pérdidas de carga y descarga y los límites de potencia. No asuma que comienza llena cada noche: el excedente diurno debe ser suficiente para recargarla mientras también atiende a los mineros en operación. Los resultados de batería de SAM ilustran el seguimiento separado de la carga almacenada, la energía de carga y la salida de descarga.\n\nUtilice un año completo de estimaciones horarias de generación y carga para capturar las diferencias estacionales, y examine los periodos prolongados de baja generación si el objetivo es la operación continua. Registre la carga no satisfecha o la minería recortada en lugar de tratar una batería agotada como una fuente disponible. Para la operación sin soporte de red o batería, las fluctuaciones de corto plazo también requieren controles de energía compatibles y un comportamiento de apagado o reinicio; un balance energético horario por sí solo no puede demostrar una operación ininterrumpida.\n\nLa temperatura también afecta el lado ASIC de este modelo. La curva de rendimiento de la S21 XP de BITMAIN muestra que el hashrate indicado disminuye de 270 TH/s a 252 TH/s, y la eficiencia indicada aumenta de 13.5 J/TH a 15.3 J/TH, a medida que la temperatura ambiente sube desde la condición base del fabricante hasta 45°C. Los sitios con capacidad de refrigeración limitada o temperaturas ambiente altas durante las horas solares pico deben usar el rendimiento indicado por el fabricante a la temperatura de operación esperada, en lugar de su especificación base. Consulte las curvas de rendimiento de la S21 XP.\n\nDado que las ganancias de minería de BTC dependen de la dificultad de la red, el hashrate realizado del minero y las condiciones de las comisiones por transacción, el modelo energético y el modelo de ganancias deben mantenerse separados. Utilice supuestos explícitos para estas entradas cambiantes en lugar de extender una instantánea actual de la red hacia un pronóstico de largo plazo. El precio de BTC afecta el valor fiduciario de las ganancias, no la producción de BTC por sí misma.\n\nDespués de la instalación, comparar las lecturas del panel del ASIC, la energía medida en el sitio, el estado de los workers reportado por el pool y el hashrate estimado, y las ganancias de BTC acreditadas ayuda a confirmar que el modelo de operación intermitente coincide con los resultados de campo. La documentación de Minería de BTC de ViaBTC describe la configuración de minería y cómo verificar el estado de operación y las ganancias a través de las páginas de Workers y Earnings. Su guía sobre la tasa de rechazo puede ayudar a interpretar los problemas de shares rechazados. Estas cifras del lado del pool siguen siendo distintas de la telemetría local del ASIC y de las lecturas del medidor en el sitio.\n\n## Comparar el costo total del proyecto

El coste de capital de un proyecto de minería solar normalmente incluye los ASICs, el array fotovoltaico y su montaje y cableado, los inversores, cualquier sistema de baterías, el equipo de conmutación (switchgear) dimensionado según los requisitos de potencia pico y voltaje del sitio, y, en diseños con refrigeración hidráulica, el equipo de circulación y disipación de calor. Los costes operativos incluyen cualquier electricidad de red o generador comprada para cubrir déficits, el mantenimiento y las comisiones del pool asociadas al método de pago elegido.

Compare las configuraciones durante el mismo periodo de medición y respecto al mismo objetivo de horas operativas, utilizando supuestos coherentes de refrigeración y temperatura. Informe las horas operativas que cada diseño puede entregar realmente. Si una configuración requiere más paradas, muestre esas horas de minería perdidas junto con sus costes más bajos; cuando el hashrate también difiere, compare el hashrate realizado a lo largo del tiempo operativo. Para comparaciones multianuales, incluya supuestos explícitos sobre la degradación de la capacidad de la batería y cualquier coste de reemplazo dentro del periodo de evaluación. La documentación de resultados de baterías de SAM distingue entre la degradación calendario y la degradación por ciclos.

Un diseño conectado a la red sin baterías generalmente tiene un coste de capital menor, pero una exposición continua a los precios de electricidad de red durante las horas que la energía solar no puede cubrir. Un diseño con respaldo de baterías aumenta el coste de capital a cambio de reducir la dependencia de la electricidad comprada, siendo la reducción real dependiente del perfil solar del sitio, las oportunidades de carga y la energía utilizable y la potencia de descarga de la batería.

Dado que el precio de BTC, la dificultad de la red y los niveles de comisiones por transacción cambian con el tiempo, y dado que la generación solar varía según la estación y el clima, una comparación de coste total basada en las cifras de un solo día debe tratarse como un escenario, no como un resultado fijo. El modelo de carga eléctrica y generación proporciona los insumos que una comparación de costes necesita; por sí mismo no determina si una configuración dada será rentable en una fecha futura.

Preguntas frecuentes

¿Cuántos paneles solares se necesitan para hacer funcionar un minero ASIC?

Esto depende del consumo en toma de corriente (power-on-wall) del minero, las cargas externas del sitio, las horas operativas previstas y la producción solar local. Un S21 XP que consume 3,645 kW usa 87,48 kWh en 24 horas, antes de considerar cargas externas y pérdidas de almacenamiento. Use el perfil de generación horaria del sitio para dimensionar un array que cubra la carga y cualquier recarga de batería; luego convierta la capacidad de array seleccionada en un número de paneles usando la potencia nominal del panel elegido.

¿Puede la minería de Bitcoin funcionar únicamente con energía solar, sin baterías ni conexión a la red?

Puede hacerlo en un sistema diseñado para operación independiente, mientras la producción solar sea suficiente y estable para soportar la carga. Esto requiere equipos de conversión de potencia y controles compatibles que mantengan el voltaje y la frecuencia requeridos y manejen las caídas de generación, incluyendo detener los mineros cuando sea necesario. El equipo solar convencional que sigue a la red (grid-following) y una energía horaria suficiente por sí solos no establecen esa capacidad. Vea la guía de inversores del DOE.

¿Un ASIC de mayor eficiencia reduce la capacidad solar necesaria?

Una cifra de J/TH más baja reduce el consumo de potencia para un hashrate dado en las condiciones declaradas por el fabricante, lo que disminuye la carga a dimensionar, pero no elimina la necesidad de modelar la generación horaria frente a esa carga, incluyendo cualquier equipo de refrigeración o de red independiente.

¿Es el coste de la electricidad para la minería de Bitcoin el mismo sin importar si la energía proviene de solar, red o generador?

No; cada fuente tiene una base de costes diferente —coste de capital de paneles y baterías frente a tarifas de red compradas frente a costes de combustible y generador— por lo que el coste total de electricidad depende de la combinación de fuentes utilizadas para cubrir la carga a lo largo de todas las horas operativas, no de una sola fuente de forma aislada.

Referencias

• BITMAIN, Manual del producto ANTMINER S23 Hyd., V1.0.6.
• BITMAIN, Manual del producto ANTMINER S21 XP, V1.0.10.
• PVWatts, Documentación de la API V8 y Pérdidas del sistema.
• Departamento de Energía de EE. UU., Integración solar: fundamentos de inversores y servicios de red.
• System Advisor Model, Almacenamiento en baterías: detrás del medidor y Resultados de baterías.
• Centro de ayuda de ViaBTC, Minería de BTC y ¿Qué pasa si la tasa de rechazo es alta?.