太陽能比特幣挖礦：在購買太陽能板或電池前，先計算負載規模

太陽能驅動的比特幣挖礦，首先要從 ASIC 的電力負載和預定運作時數開始計算。先計算整個場地的總負載，再與當地每小時的太陽能發電量進行比較，然後根據缺口所需，計算所需的電網或電池支援規模。舉例來說，一台功耗為 3.645 kW 的礦機，在加入外部散熱及其他場地負載之前，24 小時便會耗用 87.48 kWh 電力。

比特幣挖礦硬件在運作時會消耗相對穩定的高功率負載，而太陽能光伏（PV）發電量則會因時段、天氣、季節及太陽能板朝向而有所變化。單憑太陽能板的銘牌容量或全年千瓦時總量，並不足以判斷系統能否支持預定的礦機運作。按小時建立模型可提供初步的能源評估；此外，穩定的供電，以及在適用情況下，電池的充分再充電能力，亦必須加以核實。

界定 ASIC 負載

第一步是確定將運行哪款 ASIC 型號、採用何種功耗模式，以及場地內還有哪些設備會耗電。製造商的規格表會列出「牆上功耗」（power on wall）數值，即礦機在指定測試條件下的典型耗電量，此數值與其算力及 J/TH 能效評級是分開列明的。

以風冷機型為例，BITMAIN 的 ANTMINER S21 XP 在製造商所述條件下，規格為典型算力 270 TH/s、牆上功耗 3,645 W、能效 13.5 J/TH。以此功耗計算，單是該礦機 24 小時便會耗用 3.645 kW × 24 小時 = 87.48 kWh。若按六小時的排定運作時段計算，同一台礦機則耗用 3.645 kW × 6 小時 = 21.87 kWh。以上僅為 ASIC 本身的數值：當中已包含機內風扇及電源供應器損耗，但不包括外部通風、網絡設備，以及場地供電系統其他部分的損耗。切勿將 ASIC 內部電源供應器損耗再次加到其牆上功耗數值上。詳見 S21 XP 產品手冊。

水冷式 ASIC 在礦機本身以外，還會增添額外負載。BITMAIN 的 S23 Hyd. 在冷卻液入口溫度為 35°C 的條件下，規格為典型算力 580 TH/s、牆上功耗 5,510 W，在該等指定條件下約為 9.5 J/TH。該機型需要 380–415 V 三相電源供應，最大輸入電流為 12 A，另需配備具備自身流量與溫度要求的冷卻液循環系統。循環泵及乾式冷卻器所耗用的電力，獨立於 ASIC 本身的額定數值之外，除非製造商規格已另行註明，否則必須將其計入場地總負載。詳見 S23 Hyd. 產品手冊。

就規劃用途而言，實務上估算場地負載時，應將 ASIC 功耗、散熱系統功耗、網絡及監控設備功耗，以及照明或控制系統等其他場地負載一併加總。此僅為規劃用途的加總數值，並非業界認可的專有指標，其準確度取決於是否採用製造商所述的測試條件，以及是否涵蓋礦機實際運作所需的每一項設備。

按小時繪製發電量圖表

功率與能量並非同一回事：功率（以千瓦為單位）描述的是某一時刻的耗電量，而能量（以千瓦時為單位）描述的則是一段時間內的用電總量。太陽能發電量的建模方式，應與負載建模方式一致，按小時逐一計算，而非僅以全年總量作單一數字處理。

像 PVWatts 這類工具，會利用特定地點的太陽能資源數據來估算光伏發電量，並能產生按小時或按月的結果，而不僅限於全年總量。PVWatts 預設的系統損耗輸入值為 14%，並設有可調整的類別，例如積塵、遮蔭、佈線及設備老化等；此預設值不應被當作適用於所有裝置的通用實際損耗數字。逆變器轉換效率是獨立於此損耗輸入值而另行建模的。詳見 PVWatts 輸出說明文件及系統損耗指引。

比較發電量與用電需求時，應在同一個電力邊界上進行。使用 PVWatts 的交流（AC）輸出數值時，切勿再次扣除其已建模的逆變器或系統損耗。僅應加上該輸出邊界與尚未計入的負載之間的損耗。電池充電與放電損耗亦應分別沿其各自路徑計算一次，不應重複計算。

一個全年發電量足夠的太陽能陣列，仍可能在日落後數小時或持續多雲期間，幾乎不發電甚至完全無法發電。將每小時太陽能發電量與每小時用電負載進行比較，有助於找出可能出現能量盈餘或短缺的時段，但按小時平均計算，可能掩蓋較短時間內的功率驟降。若系統設計為脫離電網獨立運作，亦必須維持礦機所需的電壓與頻率，並能應對發電量的快速變化。傳統的併網型（grid-following）逆變器需依賴外部電網作為參考基準；獨立運作則需要專為此用途設計的設備。詳見美國能源部有關逆變器的指引。

併網與電池方案比較

當每小時發電量曲線與負載完成比對後，便會浮現三種廣泛適用的配置方案，而每一種方案在成本與風險上的分佈皆有所不同。

併網式設計會在太陽能可供應時優先使用太陽能發電，並在出現缺口時從電網取電補足，實際上相當於為太陽能無法供電的時段購買電力。此做法可避免電池的資本支出，但意味著營運的部分總電費仍會與電網電價及其本身的季節性或分時電價變動掛鈎。

電池儲能設計會將過剩的太陽能儲存起來，並在發電量偏低的時段放電。只有在模擬條件全程中，發電量、儲能量及獨立電力系統三者皆能滿足需求時，才能支援無需併網的持續挖礦運作。電池有兩項獨立的規格需要留意：以 kWh 計的能量容量，以及以 kW 計的持續放電功率。

就單一放電時段的初步估算而言：

所需電池標稱容量 (kWh) ≈ 電池須供應的交流電能 (kWh) ÷（標稱容量的可用比例 × 放電路徑效率）

可用比例是指計劃運作的充電狀態上下限之間的區間。此計算假設電池自上限開始放電，且所用效率以小數表示。若供應商已就同一區間提供可用容量數值，則不應再次套用可用比例。請確認其所報的能量數值是於電池端量測，還是交流輸出端量測。此數值僅為初步估算，尚未計入溫度、老化及備用容量等因素。詳見 SAM 的電池選型指引。

簡易的隔夜示例

假設一台 S21 XP 以恆定 3.645 kW 運作，不計入其他外部負載，且電池須於 12 小時內供應全部電力。為便於說明，假設可用容量區間為 80%，而由儲存電能轉換至交流負載的效率為 90%：

• 隔夜交流電能：3.645 kW × 12 小時 = 43.74 kWh。
• 電池標稱容量：43.74 ÷（0.80 × 0.90）= 60.75 kWh。
• 所需持續交流輸出：僅就該礦機而言，至少須為 3.645 kW。

這僅處理了一個放電時段。若由交流端向電池儲能充電的效率為 95%，則要補回隔夜所耗用的電能，需要 43.74 ÷（0.90 × 0.95）≈ 51.16 kWh 的交流充電電能。而礦機在另外 12 小時的運作同樣需要 43.74 kWh，因此簡化後的每日需求約為 94.90 kWh 的太陽能交流輸出，且須於可用時段內供應。

上述效率數值與 12 小時的時段劃分僅為說明性假設，並非設備規格或太陽能發電預測。太陽能板陣列必須在電池充電限制範圍內，同時供應礦機所需電力及充電所需電力。實際場地負載、未計入邊界內的損耗、運作餘量及天氣狀況，皆可能提高實際需求。仍需建立針對特定場址的逐小時模型，以選定太陽能板陣列容量及面板數量。

混合式設計則結合電池與電網或發電機支援，以應對較長時間的供電不足。在這些配置方案中如何取捨，取決於場址的太陽能發電特性、外購電力成本、電池與逆變器成本，以及對計劃性停機的容忍程度。

模擬間歇性運作

對於任何太陽能發電量不足以滿足負載的時段，缺口必須由電池放電、電網電力、發電機，或透過排程停機以降低挖礦負載來補足。應依序模擬逐小時的情況，將電池的充電狀態結轉至下一小時，並計入充放電損耗與功率限制。切勿假設電池每晚都是從滿電狀態開始：白天的剩餘電力必須足以為電池充電，同時仍能供應正在運作的礦機。SAM 的電池結果說明展示了如何分別追蹤儲存電量、充電能量與放電輸出。

應使用全年逐小時的發電量與負載估算，以反映季節性差異；若以持續運作為目標，亦應檢視長時間低發電量的時段。應記錄未滿足的負載或被削減的挖礦量，而非將已耗盡的電池視為可用電源。若要在無電網或無電池支援下運作，較短期的波動同樣需要相容的電力控制及停機／重啟機制；僅憑逐小時的能量平衡模型，無法證明可實現不間斷運作。

溫度亦會影響此模型中的 ASIC 端表現。BITMAIN 的 S21 XP 性能曲線顯示，隨著環境溫度由製造商基準條件升高至 45°C，標稱算力由 270 TH/s 下降至 252 TH/s，而標稱能效則由 13.5 J/TH 上升至 15.3 J/TH。對於冷卻能力有限、或在太陽能發電高峰時段環境溫度偏高的場址，應採用製造商在預期運作溫度下所標示的性能數值，而非其基準規格。詳見 S21 XP 性能曲線。

由於 BTC 挖礦收益取決於網絡難度、礦機實際算力，以及交易手續費狀況，能量模型與收益模型應分開處理。對於這些會變動的輸入條件，應採用明確的假設，而非將目前的網絡快照直接延伸為長期預測。BTC 價格影響的是收益的法幣價值，而非 BTC 產出本身。

安裝完成後，比對 ASIC 儀表板讀數、實測場地功率、礦池回報的礦工狀態與估算算力，以及已入帳的 BTC 收益，有助於確認間歇性運作模型是否與實際現場結果相符。ViaBTC 的 BTC 挖礦說明文件介紹了挖礦設定，以及如何透過「礦工」與「收益」頁面查看運作狀態與收益。其拒絕率說明指引有助於理解拒絕份額（rejected-share）相關問題。這些礦池端數據，仍有別於本地 ASIC 遙測數據及場地電錶讀數。

比較專案總成本

太陽能挖礦項目的資本支出通常包括 ASIC 礦機、光伏陣列及其支架與佈線、逆變器、任何電池系統、按場地峰值功率與電壓需求所配置的開關設備，以及在水冷散熱設計中所需的循環與散熱排放設備。營運成本則包括為彌補不足而購買的市電或發電機電力、維護費用，以及所選支付方式相關的礦池手續費。

比較不同配置時，應採用相同的計量期間及相同的目標運作時數，並使用一致的散熱與溫度假設。應報告每種設計實際可達成的運作時數。若某一配置需要更多次停機，應將其所損失的挖礦時數與其較低的成本一併列出；若算力亦有差異，則應比較在運作時間內實現的算力。對於跨多年的比較，應在評估期間內明確納入電池容量衰減的假設及任何更換成本。SAM 的電池結果文件區分了日曆衰減與循環衰減。

無電池、並接市電的設計通常資本成本較低，但在太陽能無法覆蓋的時段，仍持續面臨市電電價的風險。配備電池的設計則以較高的資本成本換取對外購電力依賴的降低，而實際降低幅度取決於場地的太陽能發電曲線、充電時機，以及電池的可用電量與放電功率。

由於 BTC 價格、網路難度及交易手續費水平會隨時間變化，而太陽能發電量亦會因季節與天氣而異，因此僅以單一天數據建立的總成本比較，應被視為一種情境假設，而非固定結果。電力負載與發電模型僅提供成本比較所需的輸入數據；其本身並不能決定某一配置在未來某個日期是否能夠獲利。

常見問題

運行一台 ASIC 礦機需要多少塊太陽能板？

這取決於礦機的整機功耗、場地外部負載、預定運作時數，以及當地的太陽能發電量。一台功耗為 3.645 kW 的 S21 XP，在扣除外部負載與儲能損耗前，24 小時內耗電 87.48 kWh。應使用場地的每小時發電曲線，來配置足以供應負載及電池充電所需的陣列規模；再依所選太陽能板的規格，將所選陣列容量換算為所需板數。

比特幣挖礦能否僅靠太陽能運行，而不使用電池或市電連接？

在專為獨立運作而設計的系統中，只要太陽能發電量足夠且穩定到可支援負載，便可以實現。這需要相容的電力轉換設備及控制系統，以維持所需的電壓與頻率，並應對發電量下降的情況，包括在必要時停止礦機運作。一般的併網型太陽能設備，加上每小時發電量充足，本身並不足以證明具備這種獨立運作能力。請參閱美國能源部的逆變器指引。

更高能效的 ASIC 是否能減少所需的太陽能容量？

在製造商所述條件下，較低的 J/TH 數值會降低在特定算力下的功耗，從而降低需要配置的負載；但這並不能免除須針對該負載建立每小時發電模型的需要，包括任何獨立的散熱或網路設備。

無論電力來自太陽能、市電或發電機，比特幣挖礦的電力成本是否相同？

並不相同；每種電力來源的成本基礎各異——太陽能板與電池的資本成本，相對於外購市電電價，又相對於燃料與發電機成本——因此總電力成本取決於在所有運作時數內用以覆蓋負載的電力來源組合，而非取決於任何單一來源本身。

參考資料

• BITMAIN，ANTMINER S23 Hyd. 產品手冊，V1.0.6。
• BITMAIN，ANTMINER S21 XP 產品手冊，V1.0.10。
• PVWatts，V8 API 文件及系統損耗。
• 美國能源部，太陽能併網：逆變器與電網服務基礎。
• System Advisor Model，電池儲能：用戶端後方（Behind the Meter）及電池結果。
• ViaBTC 幫助中心，BTC 挖礦及若拒絕率過高該如何處理？。