Vorstellung: 24V Solarstrom Mining Rig

[dunno]

nach der fertigstellung meiner PV anlage (3,3 kWp) habe ich entschieden (*), den überschusstrom fürs mining von kryptowährungen zu verwenden. das kernstück der anlage sind vier akku-module a 5,2 kWh aus einem Tesla Model S85, nennspannung 24V. die panels liefern die energie über drei MPPT laderegler (Süd 30A, Ost 60A, West 60A) in die akku-module. die anlage läuft im inselbetrieb (also keine einspeisung ins öffentliche netz).

bei der akku-nennspannung von 24V war es (im hinblick auf die effizienz) naheliegend, das rig direkt mit 24V gleichstrom zu versorgen, statt über wechselrichter und standard ATX netzteile zu gehen. dafür verwende ich die

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mit 2*250W leistung (1*250W für CPU & board, 1*250W für GraKa). die Pico-Box hängt direkt am lastausgang vom südseitigen laderegler (max. 30A).

ASRock B450 Pro4 mainboard
2*8 GB Dragon RAM PC4 3200 MHz
AMD Ryzen 3900X (12c / 24t) (schürft Monero)
Pico Box X7-500 (2*250W) PSU
160GB SATA HD
2* AMD RX570 8GB GraKa (schürfen Ethereum)
1* AMD RX470 4GB GraKa (schürft andere AltCoins)

OS: Centos Linux 8

das sieht mal so aus - im hintergrund die vier akku-module von Tesla.





das in der mitte ist die Pico-Box; darunter (rechts daneben) ein 12cm lüfter zur kühlung. nachdem die nur eine GraKa versorgen kann, gibt's darüber (das blaue) einen

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von der akkuspannung (21,5 bis 24,5V) auf 12,08V, an dem die zweite RX570 direkt hängt. der schafft max. 200W; die RX570 zieht so um die 170-180W, weshalb der lüfter darunter (daneben) mit 2000-3000 U/min die hitze wegpustet. ich hatte ja so meine bedenken, ob der 5 EUR china wandler das durchhält, aber bis jetzt schlägt er sich wacker. ich habe sicherheitshalber zwei 300W wandler bestellt, die dann nicht so knapp am limit arbeiten.

das gibt's dann nochmal "in klein" für die RX470:



die lösung mit je einem eigenen wandler pro GraKa skaliert beliebig. die aktuelle konfiguration ist ein gutes gleichgewicht zwischen erzeugter und verbrauchter leistung. klar würde ich den freien platz noch gerne mit weiteren GraKas füllen, aber nicht bei den aktuellen preisen; es müssten dafür sinnvollerweise auch noch weitere panels aufs dach. das board hat 6 PCIe slots, das ist auch der (langfristig) geplante endausbau.

verbrauch: (richtwerte, inkl. board, RAM, lüfter etc.)

2* RX570 Ethereum 54 MH/s @ 1167MHz SCLK: ~400W
Ryzen 3900X Monero 12kH/s @ 24t : ~210W
RX470 z.B. RavenCoin: 145W

die RX570 lassen sich per SCLK (im laufenden betrieb) zwischen 200W und 400W einstellen. beim 3900X macht nur vollast sinn, alles darunter ist ineffizient.

die RX570/ETH laufen immer, wenn es sonnenstand und akkuladung erlauben; nach einem sonnigen tag auch über nacht. RX470 läuft nur bei vollem akku; 3900X irgendwo dazwischen. der akku wird vom rig nie mehr als 50% entladen. laptop und stand-PC werden auch direkt mit 24V versorgt.

aktuell schreibe ich an einer software, die CPU & GPUs je nach PV-leistung und ladestand dynamisch steuert. momentan mache ich das noch händisch. mittelfristig sollen mehr panels auf dach kommen (unabhängig vom rig) und die nennspannung auf 48V umgestellt werden. das machen die spannungswandler noch mit (max. 60V), bei den Pico PSUs schaut's da eher schlecht aus.

ein nachteil dieser lösung ist, dass die spannungswandler die GraKas am netzteil vorbei versorgen. d.h. das board lässt sich zwar runterfahren, aber per WoL nicht mehr starten. daher gibt's in der monitoring app den grünen knopf:



der schaltet direkt den lastausgang am laderegler ein- und wieder aus (Ich reiche bei tageslicht noch ein besseres foto nach).

im leerlauf braucht das ganze ~70W, also ganz schön viel.

(*) eine einspeisung ins netz des stromversorgers würde mich ca. 3500 EUR kosten (wechselrichter, installation etc.) und 5 ct/kWh bringen. das rig hat bisher ~1100 EUR (**) gekostet und mit den kursen stand ende märz ca. 45 ct/kWh erschürft. die kurse sind aktuell um einiges höher.

danke an @Simlog für die beratung zum thema spannungswandler.

(**) 3900X damals um 390 EUR gekauft, die RX570 um 170 EUR/stk.

 

[Simlog]

Also bei den 570er hattest du um 170 €/stk. echt Glück.

Ich denke um das Ganze noch mehr auf Effizienz zu trimmen, wäre eine SSD und nur ein RAM Modul sowie weniger LED Lüfter noch nicht schlecht.

Wieso entlädst du die Module nicht unter 50 % SoC? Woher bekommt man eigentlich vier Tesla Module? Mit wie viel C lädst du die Module? Hast du ein eigenes BMS für die Module oder gekauft?

Hast du die App selbst geschrieben? Wie steuerst du hier die Last? Greifst du da per SSH auf den Rechner zu? Kann man beim Mining so genau die "Mining Leistung" einstellen oder hast du dir da eine Art Look up Table erstellt?

 

[dunno]

Also bei den 570er hattest du um 170 €/stk. echt Glück.

Ja, unmittelbar nach dem kauf ging der hype los.

Wieso entlädst du die Module nicht unter 50 % SoC?

die abschalteinrichtung schaltet erst so spät ab, dass für die restlichen verbraucher nichts mehr bleibt. daran muss ich noch arbeiten.

Woher bekommt man eigentlich vier Tesla Module?

z.B. auf

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, auf ebay oder ähnlichen plattformen. im

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gibt es auch einen user, der zu fairen preisen anbietet.

Mit wie viel C lädst du die Module?

die laderegler haben zusammen einen max. nennstrom von 150A (30+60+60), in der praxis war der höchste ladestrom bisher knapp unter 120A. das ergibt pro modul 30A, also relativ wenig. die max. ladeleistung hängt von anzahl & ausrichtung der panels ab (=fix) und vom wetter.

Hast du ein eigenes BMS für die Module oder gekauft?

zuerst hatte ich

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(basiert auf

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) im einsatz; jetzt LogiBMS - eine eigenentwicklung eines photovoltaikforum users. beide basieren auf arduino und kosten ca. 300EUR (zzg. kabelsatz, falls benötigt). kann man sich aber auch selber machen, wenn man das nötige wissen hat.

Hast du die App selbst geschrieben?

die app am handy ist "Mqtt Dash" aus dem app store. die software, die die laderegler per modbus ausliest und die daten anschliessend per

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weiterschickt habe ich selbst geschrieben (auch auf arduino).

Wie steuerst du hier die Last?

s.u.

Greifst du da per SSH auf den Rechner zu?

ja.

Kann man beim Mining so genau die "Mining Leistung" einstellen oder hast du dir da eine Art Look up Table erstellt?

bei CPU mining software (z.B. xmrig) kann man die anzahl der threads angeben (per kommandozeilenparameter). das habe ich einmalig für den 3900X durchgespielt (spalte E):

bei AMD GPUs gibt's den "OD_SCLK" parameter, der takt und spannungen vorgibt. z.B. für ethereum:

man sieht, dass ab stufe 3 die hashrate nicht mehr ansteigt (wohl aber die leistung). per shell kommando wird festgelegt, welchen bereich die GPU nutzen darf:

$ echo "0 1 2 3" > /sys/class/drm/card1/device/pp_dpm_sclk

diese tabellen werden in der steuersoftware hinterlegt, die dann auch die steuerbefehle absetzen wird. das passiert dzt. noch händisch.

"CoreWatt" ist jene leistung, die die hardware selbst angibt gerade zu verbrauchen (z.B. "turbostat" für die CPU bzw. die mining software selbst). die mal zwei ergibt ungefähr die real gezogene leistung.

 

[Simlog]

Wieso sind 50 % spät abgeschalten? Bei drei Modulen á 5,3 kW bleiben dir ja noch rund 8 kW übrig.

Ich würde behaupten, die max. Ladeleistung hängt von den verbauten Li-Ion Zellen ab, aber 30 A ist echt ok, wenn ich das überschlägig rechnen hat ein Modul 220 Ah Kapazität, das sind gerade mal 1/10 C Laderate.

Cool, echt schön aufgezogen von dir. Mich würde dabei interessieren ob du das nur als Hobby betreibst oder auch beruflich in dem Feld (ETechnik) unterwegs bist?

 

[dunno]

Wieso sind 50 % spät abgeschalten? Bei drei Modulen á 5,3 kW bleiben dir ja noch rund 8 kW übrig.

mit "spät abschalten" meinte ich, dass die abschalteinrichtung im notfall erst bei unter 10% SoC abschaltet, soweit möchte ich es nicht kommen lassen, dazu noch reserve für die anderen verbraucher über nacht. wenn die steuerung fertig implementiert ist (inkl. ertragsprognose für den nächsten tag), dann wird natürlich tiefer als 50% entladen.

Cool, echt schön aufgezogen von dir. Mich würde dabei interessieren ob du das nur als Hobby betreibst oder auch beruflich in dem Feld (ETechnik) unterwegs bist?

danke. nein, ich komme aus einem komplett fachfremden bereich; gleichstrom / 12V / plus-minus kannte ich gerade noch von der modelleisenbahn aus kindertagen. das wissen über die PV elektrik inkl. umfeld habe ich mir erst angeeignet - und natürlich viel lehrgeld bezahlt ;-)

gerade eben: wenn eine 30A gleichstrom sicherung über tage mit 28A belastet wird, dann schaut sie letztendlich so aus:



hat ordentlich gestunken.

 

[Simlog]

Leider etwas unscharf, aber sieht etwas geschmolzen aus, aber solange sie im Notfall auch trennt 🙂.

10 % SoC sind natürlich nicht so viel. Aus Sicht der LiIon Zelle, aber besser als bis 100 % "voll" laden 🙂. Aus ökonomischer Sicht ist es natürlich ratsam den Speicher in einem möglichst weitem SoC-Bereich zu nutzen, da er dann am meisten finanziellen Ertrag bringt.

 

[dunno]

hier mal ein update. ich konnte mich endlich aufraffen, die steuersoftware für's rig zu schreiben. steuern (sprich: die last nach PV ertrag und SoC zu regeln) tut sie zwar noch nicht, dafür schaut das monitoring schon ganz gut aus.

für diesen zweck habe ich mir ein altes Galaxy Tab II gekauft, das quasi als digitaler bilderrahmen läuft.

auf der ersten seite die aktuellen messwerte der PV anlage:



die letzte zeile enthält einen überblick über das minig. auf der zweiten seite die details (von einem anderen zeitpunkt):



in der ersten zeile ein überblick über die aktuelle PV leistung, die letzte zeile enthält (reale) testdaten vom entwicklungsrechner. der rest dazwischen hoffentlich selbsterklärend ;-)

letzte zeile, spalte "earned ct/kWh" sind eigentlich EUR, die pro kilowattstunde erschürft wurden. heute z.B. 0.308 EUR/kWh. wenn man bedenkt, dass ich vom energieversorger 5 ct/kWh bekäme ...

das ganze gibt's noch in klein für's smartphone. die anzeige am tablet/smartphone macht die app "MQTT Dashboard" die software, die die messwerte aus den ladereglern und dem mining rig (und mining pools) zusammenklaubt und per MQTT ans dashboard schickt, ist selbst geschrieben.

 

[Simlog]

Erstaunlich, dass sich das immernoch so lohnt. Ist der ETH Preis nicht eher im Keller? Verglichen mit dem Frühjahr?