去中心化是比特幣的核心精神。在本文中，我將討論通過廣泛的小型礦場保持比特幣挖礦去中心化的重要性。
未來充滿競爭。
大型比特幣礦場具有規模經濟優勢，並且能夠建立在電力成本最低的司法管轄區。雖然大型礦場確實在哈希算力的擴展中發揮著重要作用，但擁有大型和小型礦場也很重要。目前，激勵結構有利於採礦相對集中於大型礦山。
如果挖礦變得過於集中，就會出現幾個風險向量。
- 51% 攻擊： 強制100個大礦合作或關閉，比強制100萬個小礦合作或關閉容易。
- 國家/政府合規性： 大型礦山受制於政府政策或政治壓力。
- 抗脆弱性： 集中度越高，網絡的魯棒性越差。如果比特幣要成為全球貨幣體系的基礎層，它需要能夠抵禦在可預見的未來出現的任何潛在威脅。大範圍停電、世界大戰、全球經濟崩潰、協同EMP 或核攻擊等事件可能導致拒絕服務或51% 的攻擊機會。
非民主化：比特幣是為人民服務的。礦工和節點共同保護區塊鏈，並對核心功能的更改進行“投票”。對礦工和節點的個人控制確保更多的人能夠控制比特幣未來的“投票”。
除了來自大型礦場的壓力外，小型礦場還必須與隨著時間的推移減少比特幣獎勵的簡單經濟學競爭。隨著網絡哈希算力的增加和區塊獎勵的減少，從長遠來看保持競爭力並不是一件容易的事。
小型礦場必須找到可以與大型實體經營的規模大得多的工業規模礦場競爭的領域。與大型礦山相比，小型礦山可以利用兩個關鍵優勢來保持競爭力。
首先是通過動態限電建立電網穩定。發電廠是大型、昂貴的操作。它們的規模必須能夠適應其所服務轄區的高峰需求，否則會發生停電。峰值僅發生在任何給定時間範圍內的一小段時間內，即一天中的幾個小時內，或在極端天氣事件期間。其餘時間，由於植物不能足夠快地擴大和縮小規模，因此損失了很多能量。由於礦工可以快速啟動和關閉，比特幣挖礦非常適合在低需求時間擴大規模並在高峰期縮小規模。
現在一些大型礦場都在做這個，小礦工怎麼能做到呢？這是我的做法。
用能量峰值擴展家庭比特幣礦工
在內華達州南部，能源使用高峰是在夏季下午，此時100 多華氏度的高溫迫使家庭和企業大量使用空調。
為了激勵非高峰使用，當地公用事業公司提供了一個可選的電源計劃。這些費率計劃通常稱為服務時間(TOS) 或使用時間(TOU)。除了6 月至9 月的工作日下午1:00 至晚上7:00 外，費用為每千瓦時0.06 美元，而不是全年每千瓦時(kWh) 0.11 美元，費用為每千瓦時0.36 美元. 此信息圖更清楚地顯示了這種費率細分：
在使用帶備用電池的太陽能電池板之前，我會通過以下方式優化我的能源使用：
- 使用家庭自動化在高峰時段自動關閉比特幣礦工
- 在能源消耗高峰期之前將我的房子預冷幾度，然後在高峰期提高空調設定值，以盡量減少高峰期的空調使用量。從本質上講，房子就像一個冷卻空氣的能量電池。在下圖中，您可以看到在高峰時段空調幾乎不運行：
來源：作者截圖
添加帶有Powerwall 備用電池的Tesla 太陽能可以通過淨計量計費進一步優化（淨計量考慮到電網使用的電力，減去供應給電網的電力）。公用事業公司將向客戶提供超出其家庭使用量的多餘太陽能（信用率也根據使用時間而變化）。
就我而言，公用事業公司會付錢給我 每千瓦時0.28 美元 我在高峰時段向電網供電。 因此，在Tesla 應用程序中，我可以配置這些設置，它會自動從源推/拉以優化節能。
來源：作者截圖
本質上，我在非高峰時段消耗盡可能多的電力，然後在高峰時段，電池為房子提供所有電力需求（使用兩個Powerwall 電池連續提供10 千瓦），而產生的所有太陽能都返回到電網.
從上面2022 年6 月7 日我的Tesla 應用程序的屏幕截圖中可以看出，在非高峰時段從電網消耗電力，而太陽能為我的電池充電。然後，在高峰期，電池為我的家庭能源負載供電，而所有太陽能被重新引導到電網並以最高價格出售。
實際上，我的房子在高峰時段充當小型發電廠，在非高峰時段充當能源消耗者。
這可以為公用事業提供商提供他們想要的效果：在高峰時段提供更多電力，在非高峰時段提供更多電力。這也對我有利，因為我只能消耗低成本的電力，同時在高峰事件期間以每千瓦時0.28 美元的更高費率獲得所有電力供應。
在這一天的例子中，我們可以將其分解如下（假設僅使用淨使用量進行比較）：
- 非TOU 費率：98.4 千瓦時，每千瓦時0.11 美元= 10.82 美元
- TOU 淨計量：111.3 千瓦時，每千瓦時0.06 美元- 12.9 千瓦時，每千瓦時0.28 美元= 6.68 美元- 3.61 美元= 3.07 美元
- 有效率： 3.07 美元/ 98.4 千瓦時 = 每千瓦時0.03 美元
正如我們所看到的，這對我作為消費者來說是一個顯著的成本優勢。根據季節的不同，我實際上支付了每千瓦時0.06 美元或0.03 美元，而不是每千瓦時0.11 美元。
儘管公用事業TOU 選項可能並非在所有司法管轄區都可用，但許多公用事業提供商可能需要平衡高峰需求。一旦電力公司能夠與礦工動態交互以立即縮減需求，就可以實施新的費率結構以利用這種情況。
即使沒有安裝太陽能和電池備份系統，小型礦工也可以使用動態功率縮放在高峰期縮減挖礦，並在非高峰期擴大挖礦。這可以通過使用訂閱實時電網事件的微控制器和家庭自動化控制器來實現，然後相應地增加或減少礦工哈希率。
用比特幣礦工加熱你的家
當與家庭礦工可以使用的第二個關鍵優勢相結合時，這種技術的成本節約變得更加明顯：採礦取暖。
所有消耗電力的設備都以熱量的形式釋放100% 的能量，以及它們的主要用途（產生光、散列等）。一台3,400 瓦的比特幣礦機基本上以熱量的形式輸出等效功率。通過一些創新和工程，這些熱量可以重新定向並集成到供暖房屋、游泳池、熱水器、溫室等。
已經花費在加熱上的雙花能源極大地提高了投資回報率，並改善了公眾對採礦的看法，儘管需要更深入、更簡單地集成到加熱設備中，目前正在開發中（查看 這份清單 家庭比特幣礦工構建系統以重新利用熱量以獲取更多信息）。
動態功率調整以滿足電網需求以及采暖是 必須 通過高度分散的小規模採礦來保護比特幣區塊鏈。
基於電網需求的動態功率調整在小範圍內是可能的。通過將其與採礦相結合，在可預見的未來，小規模採礦業務可以盈利。
我正在努力為更多礦工模塊化和簡化這些控制系統。如果您是使用我在這裡提到的任何技術的家庭礦工，或者是有興趣了解更多信息的礦工，請繼續關注並加入Twitter 上的對話 @TechEngineer21.
這是TechEngineer21 的客座文章。所表達的觀點完全是他們自己的，不一定反映BTC Inc 或比特幣雜誌的觀點。