استخراج بیت‌کوین و نیروگاه ماینری؛ روشی کارآمد برای پایدارسازی شبکه برق

نیروگاه‌ ماینری (Crypto Mining Power Plant) به‌عنوان راهکار نوین، نه تنها برق مورد نیاز ماینرها را تأمین می‌کنند، بلکه امکان استفاده بهینه از انرژی‌های تجدیدپذیر و کاهش فشار بر شبکه‌های برق را فراهم می‌آورند.

در عصر گذار انرژی، شبکه‌های برق با چالش‌های بزرگی روبه‌رو هستند. انرژی‌های تجدیدپذیر مانند باد و خورشید، اگرچه پایدار و پاک‌اند، اما به شدت وابسته به شرایط آب‌وهوایی هستند و همین مسئله نوسانات شدیدی در تولید برق ایجاد می‌کند. از آنجا که امکان ذخیره‌سازی برق در مقیاس بزرگ همچنان محدود و پرهزینه است، تعادل بین عرضه و تقاضای لحظه‌ای برق به یک دغدغه اساسی تبدیل شده است.

در این مطلب از مجله انرژی مهرسان استخراج بیت‌کوین را به‌عنوان یک بار انعطاف‌پذیر به پایداری شبکه بررسی می‌کنیم.

چالش‌های پایداری شبکه در گذار انرژی

گذار انرژی، اگرچه فرصتی بی‌نظیر برای کاهش انتشار کربن و حرکت به سمت اقتصاد سبز است، اما بزرگ‌ترین چالش عملیاتی شبکه‌ها نیز محسوب می‌شود. موفقیت در این گذار نیازمند ترکیبی از فناوری‌های نوین، مدیریت استراتژیک شبکه و سیاست‌گذاری هوشمند است. بدون این هماهنگی، نوسانات تولید می‌تواند به اختلالات شبکه‌ای و افزایش هزینه‌ها منجر شود.

در سال ۲۰۲۳، بازار برق آلمان با ۳۰۱ ساعت قیمت منفی مواجه شد؛ رکوردی که نشان‌دهنده مازاد تولید و کمبود مصرف در مقیاس بزرگ است. در چنین شرایطی، نیروگاه‌های بادی و خورشیدی اغلب مجبور به خاموشی  (Curtailment)  می‌شوند؛ راهکاری موقت که با اهداف اقلیمی سازگار نیست.

برای حل این مشکل، به مصرف‌کنندگان انعطاف‌پذیر نیاز داریم؛ مصرف‌کنندگانی که در زمان مازاد، برق اضافی را جذب کنند و در زمان کمبود، به‌سرعت بار خود را کاهش دهند.

چرا گذار انرژی بزرگ‌ترین چالش شبکه‌هاست؟

گذار به انرژی‌های تجدیدپذیر مانند باد و خورشید به‌دلیل وابستگی شدید به شرایط جوی، نوسانات لحظه‌ای در تولید برق ایجاد می‌کند؛ مثلاً یک روز ابری یا کم‌باد تولید برق را به شدت کاهش می‌دهد و بالعکس، روزهای آفتابی یا بادی، تولید بیش از حد ایجاد می‌کنند. این موضوع باعث می‌شود شبکه نتواند به سادگی عرضه و تقاضا را متعادل کند، چرا که برق باید در لحظه تولید و مصرف شود و ظرفیت ذخیره‌سازی محدود است.

از طرفی با رشد روزافزون بلاکچین و صنعت رمز ارزها، مصرف انرژی مزارع ماینینگ به یکی از موضوعات کلیدی در اقتصاد انرژی تبدیل شده است.  نیروگاه‌ ماینری به عنوان یک راهکار نوین، نه تنها برق مورد نیاز ماینرها را تأمین می‌کند، بلکه امکان استفاده بهینه از انرژی‌های تجدیدپذیر و کاهش فشار بر شبکه‌های برق را فراهم می‌آورد.

راهکارهای فناوری و هوشمندسازی

شبکه‌های برق برای عملکرد پایدار نیاز دارند به تولید و مصرف لحظه‌ای و هماهنگ برق نیاز دارند. افزایش سهم انرژی‌های تجدیدپذیر باعث می‌شود پیش‌بینی تولید و هماهنگی با مصرف سخت‌تر شود. علاوه بر این، ابزارهای سنتی مدیریت شبکه، مانند نیروگاه‌های سنتی قابل تنظیم، توانایی کافی برای مقابله با نوسانات شدید را ندارند. راهکارهای فناوری و هوشمندسازی کنترل نوسانات شدید عبارت‌اند از:

.نرم‌افزارهای پیش‌بینی و مدیریت شبکه؛ با استفاده از الگوریتم‌های پیشرفته، می‌توان الگوهای تولید انرژی تجدیدپذیر و مصرف برق را پیش‌بینی کرد و اقدامات تنظیمی انجام داد.

مصرف‌کنندگان انعطاف‌پذیر(Flexible Loads) ؛ صنایع یا تجهیزات مصرف‌کننده برق که می‌توانند مصرف خود را سریع کاهش یا افزایش دهند، نقش کلیدی در حفظ پایداری شبکه ایفا می‌کنند.

ذخیره‌سازی انرژی؛ باتری‌ها، نیروگاه‌های پمپاژ و سایر سیستم‌های ذخیره‌سازی می‌توانند مازاد تولید را نگه دارند و در زمان کمبود عرضه، انرژی را تزریق کنند.

استخراج بیت‌کوین به‌عنوان بار انعطاف‌پذیر

استخراج بیت‌کوین که سالانه حدود ۱۲۷ تراوات‌ساعت، معادل کشورهای کوچکی چون آرژانتین یا مصر، برق مصرف می‌کند، می‌تواند چنین نقشی ایفا کند. مزارع استخراج مصرف خود را به‌سرعت افزایش یا کاهش می‌دهند و از این طریق در تعادل شبکه سهیم می‌شوند؛ به‌این‌صورت که در زمان مازاد تولید، برق اضافی صرف استخراج می‌شود و در زمان کمبود برق مزارع به‌سرعت خاموش می‌شوند یا توان مصرفی خود را کاهش می‌دهند.

مزیت کلیدی این راهکار این است که پاداش استخراج، به‌صورت یک ارز جهانی نقدشونده، یعنی بیت‌کوین، پرداخت می‌شود و فعالیت آن مکان‌محور نیست.

در نتیجه، استخراج بیت‌کوین می‌تواند:

• نوسانات عرضه را متعادل کند.
• گلوگاه‌های شبکه را کاهش دهد.
• سودآوری نیروگاه‌های تجدیدپذیر را افزایش دهد.
• سهم انرژی‌های تجدیدپذیر در سبد برق را بیشتر کند.
• کف قیمتی مصنوعی در بازار برق ایجاد کند.

انرژی تجدیدپذیر در استخراج بیت‌کوین

با گسترش خورشید، باد و برق‌آبی، استخراج‌کنندگان به‌طور فزاینده‌ای از این منابع استفاده می‌کنند. انرژی‌های تجدیدپذیر در بسیاری از مناطق از منابع سنتی ارزان‌تر شده‌اند؛ به‌همین‌دلیل کاهش ردپای کربنی پاسخ به یکی از بزرگ‌ترین انتقادها علیه استخراج بیت‌کوین است.

افزایش پایداری عملیاتی و کاهش تأثیر نوسانات قیمت برق با این روش کاهش وابستگی به شبکه سنتی را در پی دارد؛ این رویکرد همسو با سیاست‌های جهانی مقابله با تغییرات اقلیمی است.

نقش استخراج بیت کوین در بهبود قابلیت اطمینان شبکه

ادغام استخراج بیت‌کوین با انرژی‌های تجدیدپذیر یک ابزار دوگانه است؛ از طرفی برای ماینرها امکان تولید ارز دیجیتال و کسب درآمد فراهم می‌کند. از طرف دیگر برای شبکه برق امکان متعادل‌سازی لحظه‌ای تولید و مصرف، استفاده بهینه از انرژی تجدیدپذیر و افزایش پایداری شبکه ایجاد می‌کند؛ در ادامه بیشتر توضیح می‌دهیم:

 مصرف انعطاف‌پذیر  (Flexible Consumption)

ماینرهای بیت‌کوین می‌توانند مصرف برق خود را در عرض چند ثانیه یا دقیقه افزایش یا کاهش دهند. این ویژگی باعث می‌شود شبکه برق بتواند با نوسانات لحظه‌ای تولید یا تقاضا هماهنگ شود؛ مثلاً در ساعت‌های اوج مصرف، ماینرها می‌توانند مصرف خود را کاهش دهند و به شبکه اجازه دهند انرژی کافی برای مصارف خانگی و صنعتی وجود داشته باشد.

همچنین در زمان مازاد تولید، مثلاً شب‌های بادی یا روزهای آفتابی با تولید خورشیدی به میزاد زیاد، ماینرها می‌توانند برق اضافی را مصرف کنند تا از هدررفت انرژی جلوگیری شود؛ نتیجه کاهش فشار بر شبکه، جلوگیری از افت ولتاژ و افزایش پایداری فرکانس خواهد بود.

متعادل‌سازی بار (Load Balancing)

قراردادن مراکز استخراج در نزدیکی منابع تجدیدپذیر، مانند خورشیدی، بادی یا آبی، این امکان را فراهم می‌کند که برق مازاد به جای هدررفت، برای استخراج استفاده شود. نیروگاه خورشیدی یا بادی ممکن است در ساعات پر تولید، انرژی اضافی تولید کند.

ماینرها همزمان با مصرف این انرژی، شبکه را از بار اضافی خلاص می‌کنند. این اقدام باعث می‌شود انرژی تجدیدپذیر به صورت بهینه استفاده شود و نیاز به خاموش کردن توربین‌ها یا پنل‌ها کاهش یابد؛این موضوع افزایش بهره‌وری منابع تجدیدپذیر و کاهش نوسانات تولید را در پی دارد.

 توسعه زیرساخت  (Infrastructure Development)

ماینرها اغلب در مناطق دورافتاده و نزدیک به منابع انرژی ارزان و پایدار مستقر می‌شوند. همکاری آن‌ها با شرکت‌های برق، توسعه زیرساخت انرژی در این مناطق را به دنبال دارد. همچنین فعالیت آنها باعث ساخت خطوط انتقال برق جدید، تابلوهای توزیع پیشرفته و سیستم‌های کنترل هوشمند برای پشتیبانی از مراکز ماینینگ می‌شود.

این زیرساخت‌ها علاوه بر ماینینگ، می‌توانند به شبکه عمومی خدمات‌رسانی کنند و قابلیت اطمینان شبکه در مناطق کم‌برق را افزایش دهند؛ درنهایت حضور ماینرها به توسعه پایدار شبکه، کاهش افت ولتاژ و افزایش پایداری در مناطق دورافتاده می‌انجامد.

برنامه‌های پاسخ به تقاضا  (Demand Response Programs)

ماینرها می‌توانند در برنامه‌های پاسخ به تقاضا شرکت کنند، به این صورت که در ساعات اوج مصرف، برق مصرفی خود را کاهش دهند و در عوض پاداش مالی دریافت کنند؛ مثلاً وقتی شبکه در حال نزدیک شدن به ظرفیت حداکثری است، ماینرها با کاهش مصرف، از افت فرکانس و خاموشی جلوگیری می‌کنند. همچنین در ساعات کم‌مصرف، ماینرها مجدداً فعالیت خود را افزایش می‌دهند و از برق ارزان یا مازاد استفاده می‌کنند. مزیت شبکه‌ای این فرایند، کاهش ریسک قطع برق، مدیریت هوشمند تقاضا و ایجاد انگیزه اقتصادی برای مصرف‌کنندگان انعطاف‌پذیر است.

تجربه‌های جهانی ادغام استخراج بیت‌کوین با انرژی‌های تجدیدپذیر

ادغام استخراج بیت‌کوین با انرژی‌های تجدیدپذیر می‌تواند نقش مهمی در بهبود قابلیت اطمینان شبکه برق ایفا کند. با این اقدام ماینرها می‌توانند مصرف خود را به‌سرعت تغییر دهند. به‌طوری که در زمان مازاد تولید برق اضافی را جذب کنند و در زمان اوج مصرف بار خود را کاهش دهند.

این انعطاف‌پذیری به تعادل شبکه کمک می‌کند، از هدررفت انرژی جلوگیری می‌کند و فشار روی نیروگاه‌ها و خطوط انتقال را کاهش می‌دهد؛ علاوه‌براین، قرارگیری مراکز استخراج نزدیک نیروگاه‌های خورشیدی، بادی یا برق‌آبی باعث می‌شود که برق مازاد به‌صورت مؤثرتری مصرف شود و بهره‌وری منابع تجدیدپذیر افزایش یابد.

چند نمونه پروژه موفق جهانی این رویکرد را نشان می‌دهند؛ در تگزاس آمریکا شرکت‌های Layer1  و Argo  Blockchain  با استفاده از انرژی خورشیدی و بادی، برق مازاد را مصرف و فشار شبکه را کاهش می‌دهند.

در ایسلند،HS Orka  از انرژی زمین‌گرمایی پاک و آب‌وهوای سرد برای استخراج سبز بهره می‌برد. در  کبک کانادا، Bitfarms  با استفاده از برق‌آبی فراوان، مازاد انرژی را مدیریت می‌کند و شبکه را پایدار نگه می‌دارد.

همچنین در نروژ پروژه HydroMiner  از استخراج بیت‌کوین برای افزایش سودآوری نیروگاه‌های برق‌آبی و بهبود تعادل شبکه استفاده می‌کند. این نمونه‌ها نشان می‌دهند که ترکیب ماینینگ و انرژی تجدیدپذیر می‌تواند در پایداری شبکه هم سودآور و هم مؤثر باشد.

ادغام استخراج بیت‌کوین با انرژی‌های تجدیدپذیر راه‌حلی ایدئال و مسیری درست برای همکاری میان تولیدکنندگان انرژی، اپراتورهای شبکه و سیاست‌گذاران در قالب پروژه‌های آزمایشی است. اگر این همگرایی به‌درستی مدیریت شود، استخراج بیت‌کوین می‌تواند از یک متهم زیست‌محیطی به ابزاری برای گذار به آینده‌ای سبزتر تبدیل شود.

استخراج بیت‌کوین و پایداری شبکه برق در ایران

شبکه برق ایران طی دهه اخیر با تغییرات بزرگ در الگوهای مصرف و محدودیت‌های تولید روبه‌رو بوده است. از طرفی رشد مصرف خانگی و صنعتی فزاینده بوده و از طرف دیگر ظرفیت توسعه‌یافته نیروگاهی به دلیل محدودیت سوخت و فناوری، پاسخ‌گوی کامل این نیاز نیست. شرایطی که باعث شده مدیریت بار و پایداری شبکه به یک موضوع حیاتی بدل شود، عبارت‌اند از:

• پیک بار تابستانی؛ مصرف در ماه‌های گرم، به‌خصوص به‌دلیل کولرهای گازی، به بالاترین سطح می‌رسد و حتی از ظرفیت نیروگاه‌های کشور عبور می‌کند.
• مازاد تولید فصلی؛ در فصولی مثل پاییز و زمستان، بخشی از ظرفیت نیروگاهی بلااستفاده می‌ماند.
• وابستگی بالا به سوخت‌های فسیلی؛ بیش از ۹۰٪ تولید برق ایران از گاز و گازوئیل است که هم هزینه‌بر است و هم آلایندگی زیادی دارد.
• محدودیت در ذخیره‌سازی برق؛ ظرفیت ذخیره‌سازی انرژی باتری یا پمپاژ تلمبه‌ای بسیار پایین است؛ بنابراین کوچک‌ترین نوسان می‌تواند تعادل شبکه را به‌هم بزند.
• ادغام انرژی‌های تجدیدپذیر؛ سهم پایین خورشید و باد فعلاً چالش کمتری ایجاد می‌کند، اما با رشد آن‌ها ناپایداری شبکه بیشتر خواهد شد.

انرژی‌های تجدیدپذیر و ماینینگ در ایران

گذار به انرژی‌های تجدیدپذیر در ایران اجتناب‌ناپذیر است؛ با‌توجه‌به ظرفیت چشمگیر تابش خورشید در بیشتر مناطق کشور و پتانسیل بادی در غرب و شرق ایران، نیروگاه‌های تجدیدپذیر می‌توانند بخش مهمی از برق آینده را تأمین کنند؛ اما چالش بزرگ این منابع، وابستگی به شرایط جوی و نوسان تولید است. همچنین تولید خورشیدی تنها در روز فعال است و شب‌ها صفر می‌شود.

از طرفی تولید بادی بر اساس تغییرات جوی منطقه‌ای نوسان شدیدی دارد و برای اقتصادی‌شدن این پروژه‌ها به مصرف‌کنندگان انعطاف‌پذیر نیاز است. در این زمینه ماینینگ می‌تواند با ایفای این سه نقش بخشی از این چالش‌ها را برطرف کند.

• مصرف در زمان تولید مازاد، جلوگیری از هدررفت
• توقف سریع در زمان کمبود برق
• افزایش نرخ بازگشت سرمایه (ROI) نیروگاه‌های خورشیدی و بادی

نیروگاه ترکیبی قروه، اولین تجربه ایران در زمینه ادغام انرژی خورشیدی و ماینینگ

ایران در آستانه یک گذار بزرگ انرژی قرار دارد؛ از وابستگی شدید به سوخت‌های فسیلی به سمت انرژی‌های تجدیدپذیر. در این مسیر، ابزارهای نوآورانه مثل استخراج بیت‌کوین می‌توانند نقش کلیدی ایفا کنند. پروژه‌هایی مانند نیروگاه قروه نشان می‌دهند که ادغام منابع انرژی نو با بارهای انعطاف‌پذیر نه‌تنها ممکن، بلکه سودآور و آینده‌نگر است.

در شهریورماه ۱۴۰۴، نخستین نیروگاه خورشیدی بزرگ‌مقیاس کردستان با ظرفیت ۱۳ مگاوات در روستای دوسر قروه به بهره‌برداری رسید. این پروژه توسط توان مهر گستر سبز سرمایه‌گذاری و اجرا شد و نقش کلیدی مهرسان در تأمین تجهیزات اصلی باعث شد این پروژه در ردیف استانداردهای جهانی قرار گیرد.

این نیروگاه نخستین پروژه خورشیدی بزرگ‌مقیاس در کردستان است و نمونه‌ای شاخص برای توسعه انرژی خورشیدی در غرب ایران محسوب می‌شود. همچنین نیروگاه قروه با ظرفیت متوسط ۱۳ مگاوات و فناوری‌های پیشرفته، از نظر فنی استانداردهای جهانی را رعایت می‌کند و مدل ترکیبی آن در سطح منطقه منحصربه‌فرد است.

در مقایسه با نیروگاه‌های خورشیدی در ایران، این ظرفیت متوسط تا بزرگ‌مقیاس است؛ پروژه‌های بزرگ‌تر معمولاً در مناطق مرکزی و جنوبی کشور و با ظرفیت ۵۰ تا ۲۰۰ مگاوات اجرا شده‌اند. از نظر ترکیب با ماینینگ، این نیروگاه اولین نمونه در کشور است که بخشی از برق خود را برای تولید رمز ارز اختصاص داده است.

مهرسان نوین پارس به‌عنوان تامین‌کننده تجهیزات زیر در این پروژه مشارکت داشته است:

پنل‌های خورشیدی TrinaSolar مدل  TSM-DGE21-30.20

• تعداد: ۱۹,۴۴۰ پنل ۶۵۰ واتی
• تکنولوژی bifacial (دوطرفه) که امکان جذب نور از سطح جلویی و بازتاب‌های سطح پشتی را فراهم می‌کند و راندمان تولید را تا ۱۰–۲۰٪ افزایش می‌دهد.
• شرکت TrinaSolar یکی از سه تولیدکننده بزرگ پنل خورشیدی در دنیاست و در زمینه ثبت رکوردهای جهانی راندمان، جایگاه پیشرو دارد. استفاده از این پنل‌ها به معنای تضمین عملکرد پایدار در طول عمر پروژه است.

اینورترهای Sangrow مدل  SG320HX

• تعداد: ۳۶ دستگاه
• هر دستگاه با ظرفیت ۳۲۰ کیلووات، مخصوص نیروگاه‌های Utility-Scale طراحی شده است.
• Sangrow بیش از ۲۰٪ بازار جهانی اینورترها را در اختیار دارد و در پروژه‌های بزرگ اروپا، چین و هند استفاده می‌شود. نقطه قوت اصلی این برند، راندمان بالای تبدیل (بیش از ۹۹٪) و قابلیت اطمینان در شرایط سخت آب‌وهوایی است.

سازه‌های خورشیدی  Arctech Skyline II

• Single-axis tracker ردیاب خورشیدی متحرک
• این سازه‌ها پنل‌ها را در طول روز همسو با خورشید حرکت می‌دهند و به‌طور متوسط راندمان تولید نیروگاه را ۱۵ تا ۲۰ درصد افزایش می‌دهند.
• Arctech  یکی از برندهای برتر جهانی در حوزه سازه‌های متحرک است که به استحکام در برابر بادهای شدید و تطبیق‌پذیری با شرایط زمین شناخته می‌شود.

سیستم‌های تجمیع و انتقال انرژی   MVS 6400مدل  Sangrow

• تعداد ۲ دستگاه در دو زون مختلف نیروگاه
• هر کدام وظیفه جمع‌آوری خروجی ۱۸ اینورتر و انتقال آن به تابلوهای LV/MV را بر عهده دارند.
• این سیستم‌ها امکان پایش و کنترل دقیق هر زون را فراهم کرده و ریسک اختلالات شبکه‌ای را به حداقل می‌رسانند.

نصب و طراحی میزها

• تعداد ۳۲۴ میز
• هر میز ۶۰ پنل (در مجموع ۱۹,۴۴۰ پنل)
• طراحی مدولار میزها باعث سهولت در نگهداری، تعویض و افزایش مقیاس نیروگاه می‌شود.

وجوه تمایز پروژه قروه

این نیروگاه نه تنها الگوی عملی ترکیب انرژی خورشیدی و ماینینگ است، بلکه نشان‌دهنده اهمیت استفاده از تجهیزات با کیفیت و طراحی دقیق سیستم‌ها برای بهره‌وری و پایداری طولانی‌مدت است.

• ۲۰٪ ظرفیت نیروگاه: برای تولید رمز ارز (اولین نیروگاه ایران با این مدل ترکیبی)
• ۸۰٪ ظرفیت: برای جبران ناترازی برق در زمان پیک مصرف
• بهبود پروفیل ولتاژ شبکه و آزادسازی ظرفیت خطوط انتقال در پست ناظم‌آباد

اهمیت پروژه‌های نیروگاه‌های ماینری و نقش فناوری‌های پیشرفته در توسعه انرژی

نیروگاه‌های ماینری از دیدگاه استفاده بهینه از انرژی مازاد خورشیدی، بادی یا برق اضافی شبکه را فراهم می‌کنند و مانع هدررفت آن می‌شوند. این مدل با تأمین برق ارزان یا تجدیدپذیر هزینه استخراج را کاهش داده و سودآوری ماینینگ را افزایش می‌دهد. همچنین ترکیب فناوری‌های نوین انرژی مانند پنل‌های خورشیدی دوطرفه و اینورترهای پیشرفته با فرایند استخراج، هم بهره‌وری نیروگاه را بالا می‌برد و هم ردپای کربنی را کاهش می‌دهد.

علاوه بر این، اختصاص بخشی از تولید برق به شبکه و بخشی به ماینینگ باعث بهبود پایداری شبکه و کاهش فشار بر خطوط انتقال می‌شود. در نهایت، نیروگاه‌های ماینری با بهره‌گیری از تجهیزات مدرن می‌توانند به موتور نوآوری و الگویی برای توسعه صنعتی در کشورهای در حال توسعه تبدیل شوند.

اگر قصد دارید وارد حوزه نیروگاه‌های ماینری شوید یا پروژه EPC و تأمین تجهیزات پیشرفته خود را با استانداردهای جهانی اجرا کنید، مهرسان نوین پارس در زمینه‌های زیر آماده همکاری با شماست.

✅ تأمین پنل‌های خورشیدی، اینورترها و سازه‌های ردیاب
✅ اجرای پروژه‌های EPC نیروگاه‌های خورشیدی و ترکیبی ماینینگ
✅ مشاوره تخصصی برای طراحی سیستم‌های با راندمان بالا و پایدار

با یک تماس ساده می‌توانید پروژه خود را به سطح استاندارد جهانی برسانید و از تجربه موفق پروژه‌های صنعتی مانند نیروگاه قروه بهره‌مند شوید.