Bauanleitung: Bitcoin-Mining mittels Sonnenstrom

[Bitcoinbernd]

Hallo

Ich hatte dieses Posting bereits einmal in der englischen Gruppe gepostet, poste es hier aber auch noch einmal auf Deutsch (und etwas ausführlicher als drüben.)

Diese Anleitung beschreibt den Aufbau einer Solar-Inselanlage, wie sich sich zum Betrieb einer Mining-Farm basierend auf einem oder mehreren Raspberrys in Verbindung mit Block Erupter USB-Sticks oder FPGA-Minern eignet. Selbstverständlich kann man damit auch einfach seinen Computer und weitere Hardware wie zum Beispiel Router betreiben.

I. Hardware

• Solarpanel
  Platin: 1x 245Wp Solarpanel (€ 249,00)
  Platin: 1x 150Wp Solarpanel (€ 199,00)
  Gold: 1x 130Wp Solarpanel (€ 119,90)
  Silver: 1x 80Wp Solarpanel (€ 79.90) (Ein solches benutze ich.)
  Bronze: 1x 30Wp Solarpanel (€ 39.90)
  
  
• Solar-Laderegler
  Platin: 1x Steca PR3030 (€ 129.00)
  Gold: 1x Steca PR1515 (€ 90.00) (Dieses Modell benutze ich.)
  Silber: 1x Steca PR1010 (€ 79.90)
  Bronze: 1x lux.pro 20A (€ 23.99)
  
  
• Batterie
  Platin: 1x RPower Longlife GEL-Batterie 240Ah (€ 599.00)
  Gold:1x Banner Sitting Bull 100Ah (€ 128.80)
  Silber: 1x Varta Dynamic Blue 60Ah (€ 72.00)
  Bronze: 1x Phaeton 20Ah (€ 47.50)
  
  
• Grundlegendes Zubehör (Wird unabhängig von der Edition (Gold/Silber/Bronze benötigt.)
  1x Profiline Solarpanel-Verbindungskabel 3m (€ 22.90) (Bei mir im Einsatz.)
  1x Batterieverbindungskabel mit Sicherungsclip (€ 27.90) (Bei mir im Einsatz)
  1x Autek 12V auf 5V/3A USB-Converter (€ 9.47)
  
  
• Optionales Zubehör
  1x Raspberry Pi (Kit inkl. Kabeln, Karte und Gedöhns) (€ 59.99)
  
  
• Zubehör für den Solarbetrieb eines ATX-Mainboards
  1x PicoPSU 12V/90W (€ 32.95)
  1x PicoPSU 12V/160W (€ 45.95) (Dieses Modell verwende ich.)
  1x M3-ATX 6-24V/125W (€ 52.95)

II. Setup

• Schritt 1: Sicherstellen, daß man den besten Ertrag aus der Sonnenstrahlung erntet
  In der nachfolgenden Grafik ist zu sehen, wie man sein Panel am besten ausrichten sollte.
  
  
  
  
• Schritt 2: Verkabelung der Einzelteile
  2.1: Es ist unbedingt immer auf die richtige Polung zu achten.
  2.2: Man verbindet den Pluspol des Solarpanels mit dem Panel-Pluspolanschluss des Ladereglers, anschließend das Gleiche mit dem Minuspol.
  2.3: Man verbindet den Pluspol der Batterie mit dem Batterie-Pluspolanschluss des Ladereglers, anschließend das Gleiche mit dem Minuspol.
  2.4: Man verbindet den Pluspol des Autek-12V-to-5V/3A-USB-Converters mit dem Pluspol des Lastausgangs des Ladereglers, anschließend das Gleiche mit dem Minuspol.
  
  
• Schritt 3: Verbinde Deinen Raspberry mit Deiner Mining-Hardware
  Gratulation! Du betreibst jetzt eine Solarstrom-basierte Mining-Farm. Die Energiewende ist gerettet!

III. Nützliche Helfer

• Berechnung von Spannung/Strom/Verbrauch sowie Akkukapazität.
• Ein Google-Maps-Overlay zur Anzeige der Dachausrichtung.
• Eine Android-basierte Kompass-App.
• "Minepeon" - ein Linux-Image für den Raspberry speziell fürs Mining konzipiert.

IV. Anmerkungen

• Man kann selbstverständlich auch mehrere Batterien parallel verschalten um die Kapazität zu erhöhen. Möglich ist beispielsweise auch der Einsatz gebrauchter LKW- oder ganz besonders heiß: Staplerbatterien wie bspw. diese hier.
• Prinzipiell können mit einer solchen Anlage sowohl Gleichstrom- als auch Wechselstromgeräte betrieben werden. Wer jedoch Wechselstromgeräte betreiben möchte, benötigt hierfür einen Wechselrichter. Diese gibt es in günstig und in teuer. Was man hierbei unbedingt wissen muss: Achtet unbedingt darauf, ob der Wechselrichter ausgangsseitig echte Sinusspannung oder doch nur eine Rechteck spannungliefert. Rechteckspannung kann Platinen auf Dauer beschädigen. Manche Geräte funktionieren damit sogar überhaupt nicht oder nur sehr unzuverlässig. Der Unterschied zwischen Rechteckspannung und Sinusspannung sieht wie folgt aus:
  
  
  

Falls jemand Fragen hat, einfach fragen!
Falls jemand flattrn mag, hier entlang.

[nonServiam]

Klingt interessant. Hast Du mal paar Bilder als Doku.

Module kosten aber nicht so viel. Rechne mal mit max. 0,60 EUR pro Wp netto und das ist echt schon hoch gerechnet. Projektbezogen, auch wenn es wegen der Strafzölle jetzt schwer wird eher ab 0,45 EUR.

[Bitcoinbernd]

Ich kann gerne welche machen. Was würdest Du denn gerne sehen wollen?

[nonServiam]

Am liebsten alles. So eine Art Projektvorstellung. Von den Modulen über die Kabelverlegung bis zum Wandler/Richter. Und zum Schluss darf natürlich der in Betrieb genommene Miner. Nicht fehlen. 

[db1tau]

Ich hatte dieses Modul verwendet: http://www.amazon.de/gp/product/B0089BVORK/ref=oh_details_o09_s00_i00?ie=UTF8&psc=1 das hat 100W und vor ein paar Monaten noch 79,00 gekostet, jetzt leider wohl 99,00.

Hast Du mal ausgerechnet ab wann sich das ganze lohnt, bei einem Preis von ca. 25 Cent/kwh ?

Ich bin so auf 4-5 Jahre gekommen, aber nur wenn man die Zelle immer in die Sonne dreht (ich hab sie im Garten stehen). Sonst noch deutlich laenger.

Ich vergleiche hier nur die Stromkosten und gehe von einem 100% Verbrauch des Solarstroms aus. Wenn man hier Effizienz verliert, weil der Akku zu klein ist und deswegen Strom nicht gespeichert werden kann, siehts leider noch schlechter auch.

Wobei ja ein Miner eigentlich (im Vergleich zu einem Kuehlschrank z.B.) garnicht 24h laufen muss, so dass eigentlich ein kleiner Akku ausreicht, damit die Anlage nicht gleich bei jeder Wolke abstuerzt. Nach Sonnenuntergang koennte er aber ruhig nach ca. 1h ausgehen, dann braucht man nur einen kleinen Speicher und die Zelle muss nur etwas mehr Strom liefern als der Miner verbraucht (was ja zum Glueck recht konstant ist) fuer besste Effizienz.

Allerdings lohnt sich das Minen fuer mich nicht mehr, auch nicht wo ich nun Strom fuer 19.90 Cent/kwh beziehe.

[Bitcoinbernd]

Ein Bißchen Solar-Hardwareporn

Laderegler	Batterie	80Wp-Panel
PC mit PicoPSU	Raspberry	3x USB-Erupter

Anmerkungen:

• Laderegler: Da produziert er gerade 4.5A Strom.
• Batterie: Eine gebrauchte 100Ah Autobatterie. Die Kabel am rechten Rand des Bildes bilden die Parallelschaltung zu einer zweiten Batterie.
• Panel: Hinterm Fenster ist in meinem Fall mit etwa 40% Verlust zu rechnen. Ich habe aber noch zwei weitere 25Wp-Panele, die direkt der Sonneneinstrahlung ausgesetzt sind.
• PicoPSU: Schön geräuschlos.
• Raspberry & Miner: Aktuell arbeiten Raspberry und Miner noch im Wechselstromnetz. Sobald ich diese kleinen Helferlein geliefert bekomme, arbeiten auch sie über Solarstrom.

[Red_Evil]

Danke hatte sowas vor für meine BFL Singels die in kürze kommen .. damit könnte ich sie bis in alle ewigkeit laufen lassen ohne zusatz kosten durch die steckdose ... nach amoutiesierung natürlich ...

[pazor]

ein 24/7 betrieb dürfte aber nicht so ohne weiteres möglich sein, oder ?

[Bitcoinbernd]

ein 24/7 betrieb dürfte aber nicht so ohne weiteres möglich sein, oder ?

Ich betreibe bereits seit einigen Wochen meinen Router nonstop damit. Zwischendurch noch immer wieder ein paar Stunden den Computer. 24/7 ist also möglich. Natürlich hängt es davon ab, wieviel man einspeisen und puffern kann und natürlich wie hoch der Verbrauch ist. Aber Router, Raspberry, USB-Hub und drei USB-Miner werde ich mit meinem Setup definitiv rund um die Uhr betreiben können.

[candoo]

Deine Solar lösung bietet aber nur 12 bzw 24 Volt an richtig? D.h. ich müsste mir für alle sachen erstmal Adapter kaufen bzw andere Netzteile?

[Bitcoinbernd]

Deine Solar lösung bietet aber nur 12 bzw 24 Volt an richtig? D.h. ich müsste mir für alle sachen erstmal Adapter kaufen bzw andere Netzteile?

Richtig, die Anlage arbeitet auf 12V Gleichsspannung. Für Computer und Mining-Plattformen ist das ideal, weil auf den Platinen ebenfalls 12V Gleichspannung benötigt werden. Du kannst natürlich - das hatte ich unter Punkt 4 "Anmerkungen" bereits geschrieben - auch einen Wechselrichter anschließen, der aus den 12V Gleichspannung ausgangsseitig 230V Wechselspannung macht. Beachte aber die Hi weise unter Punkt 4.

[Dunkelheit667]

Nur als kleine Ergänzung, wenn man den Gedanken der Netzunabhängigkeit fallen lässt, kann man sich ggf. Batterie, Laderegler und PSU sparen. Einfach einen Grid-Tie-Inverter direkt an die Solarmodule anschliessen, dieser wandelt die Gleichspannung der Solarmodule in 230V Wechselspannung um und speist sie direkt in's Hausnetz ein. Ohne hier rechtliche Diskussionen auslösen zu wollen, diese Variante spart zumindest einige Kosten und verkürzt den ROI einer kleinen Anlage auf zwei bis drei Jahre.

[numismatist]

Anmerkungen:

• Raspberry & Miner: Aktuell arbeiten Raspberry und Miner noch im Wechselstromnetz. Sobald ich (Ebay) geliefert bekomme, arbeiten auch sie über Solarstrom.

Viel Glück für den Absprung vom Wechselstromnetz.
Auch der Hinweis, das man mit "Strom gewinnen" etwas finanzieren kann, Anstelle von "Strom verbraten" ist wichtig.
Möglichkeiten aufzeigen, Anstöße geben. Kann es mir so eben noch verkneifen von Impulsen und Innovationen zu schreiben.

ROI von den Sticks schon mal überschlagen, Finanzieren die sich denn nun doch selbst?

Könnte man nicht noch weiter optimieren, indem man sich die Sticks steckt?

[candoo]

Einfach einen Grid-Tie-Inverter direkt an die Solarmodule anschliessen, dieser wandelt die Gleichspannung der Solarmodule in 230V Wechselspannung um und speist sie direkt in's Hausnetz ein.

Wie genau funktioniert das denn? Angenommen mein Solarmodul produziert 500 Watt aber ich verbrauche gerade nur 50 Watt.

Geht der restliche Strom dann ins öffentliche Stromnetz "zurück" und ich verschenke den quasi?

Den Strom den ich dadurch direkt ins Hausnetz einspeise, wenn ich diesen dann Verbrauche zählt der Stromzähler dieses nicht mit?

[db1tau]

Es ginbt auch Module mit eingebautem Grid Tie Inverter z.B. http://www.suninvention.com/index.php/de/sun-invention-produkte/suninvention-plug-and-save.html

Das Problem bei Grid Tie ist aber immer, dass man bei Netzausfall ohne Strom da steht, egal wie viele Solarzellen man hat.

Wie eingespeisster Strom verguetet wird, haengt uebrigens vom Vertrag mit den Versorgern ab. Im einfachsten Fall laeuft der Zaehler rückwaerts. Es gibt aber auch spezielle Zaehler, die den erzeugten Strom erfassen und zu einem anderen Preis vergueten.

In diesem Fall braucht man aber halt einen Vertrag mit dem Versorger und muss ein Gewerbe anmelden etc.

[candoo]

Echt? Ich könnte auf meinen  Balkon Solarzellen stellen und den strom einfach einspeisen ohne etwas anzumelden? Der Zähler würde einfach rückwärtslaufen ?

[db1tau]

Das kommt auf deinen Zaehler an. Auf jeden Fall wird er langsamer laufen, wenn Du einen Teil des Verbrauchs mit den Solarzellen speist. Einige Zaehler haben aber eine Sperre gegen Rueckwaertslauf. Und VDE-gerecht ist das ganze natuerlich auch nicht...

Der Anbieter Care Energie stellt Dir so ein Modul ueberigens auf eigene Kosten auf den Balkon. Den generierten Strom musst Du aber glaub ich trotzdem bezahlen.

Edit: Kurz gegoogelt: http://gutmensch.over-blog.de/article-warum-der-stromzahler-nicht-ruckwarts-laufen-darf-88221257.html

[Dunkelheit667]

Einfach einen Grid-Tie-Inverter direkt an die Solarmodule anschliessen, dieser wandelt die Gleichspannung der Solarmodule in 230V Wechselspannung um und speist sie direkt in's Hausnetz ein.

Wie genau funktioniert das denn? Angenommen mein Solarmodul produziert 500 Watt aber ich verbrauche gerade nur 50 Watt.

Geht der restliche Strom dann ins öffentliche Stromnetz "zurück" und ich verschenke den quasi?

Den Strom den ich dadurch direkt ins Hausnetz einspeise, wenn ich diesen dann Verbrauche zählt der Stromzähler dieses nicht mit?

So ist es. Wenn Du 500 Watt einspeist und im Hausnetz nur 50 Watt verbrauchst, werden die nicht verbrauchten 450 Watt in's öffentliche Stromnetz gepumpt. Wenn Du diese 450 Watt vergütet bekommen willst, ist ein zweiter Stromzähler fällig, ein Vertrag mit dem Stromlieferanten, eine technische Abnahme (rechne mit zusätzlicher Hardware für 300 bis 1000 €, damit deine Einspeisung allen Germanischen Regulatorien entspricht)...

Wenn Du Strom in Dein Hausnetz einspeist, dreht sich der Stromzähler einfach gesagt langsamer. Genau um die Menge, welche Du einspeist.

Manche Stromzähler drehen sich sogar rückwärts, wenn man gerade nichts verbraucht und Strom einspeist. Nur zählen moderne Stromzähler leider nicht rückwärts. Dann würdest Du nämlich den in's öffentliche Netz eingespeisten Strom einfach 'gutgeschrieben' bekommen, am Zähler, vollkommen unbürokratisch.

Zu den Solarzellen mit integrierten Grid-Tie-Invertern: ja, stellst Du auf den Balkon und gut ist's. Wie das rechtlich im Moment ist, kann ich Dir nicht sagen, das ändert sich gerne alle paar Jahre beim Thema Energie. Mein letzter Stand ist, dass Du so bis 1 kW ohne Genehmigung einspeisen kannst, es aber Deinem Stromlieferanten mitteilen musst. Er kann's aber nicht untersagen, also bis 1 kW...

Zusammenfassung: Einspeisung bis 1 kW interessiert Stromanbieter nicht wirklich. Wenn Du dem Stromanbieter nichts schenken willst, speise nur ein, was Du auch verbrauchst. Das sollte gerade beim 24/7-Mining einfach zu berechnen sein. Wenn man Netzunabhängig arbeiten möchte: Bitcoinbernd's tollem Tut folgen!

[Chefin]

Echt? Ich könnte auf meinen  Balkon Solarzellen stellen und den strom einfach einspeisen ohne etwas anzumelden? Der Zähler würde einfach rückwärtslaufen ?

Nein, Zähler haben alle Rücklaufsperre. Sonst würde es reichen, die Kabel zwischen Eingang und Ausgang am Zähler zu tauschen um das E-Werk zu betrügen.

Ohne weitere Verträge (also normaler Haushalt) würde man den Strom ohne Vergütung ins Netz rückspeisen. Wobei ein 240Wp-Panel ziemlich sicher nicht genug produziert um zurück zu speisen. Da dürften die haushaltsnormalen Standby-verbräuche schon sorgen. Aber es wird natürlich die Menge an Strom die ich über den Zähler ziehe reduziert. Mit deinen Worten: er läuft langsamer.

Es gibt aber bereits fertige Geräte die Ladereglung und Netzzuschaltung haben. Sie wandeln sowohl die Solarspannung als die Netzspannung in Gleichspannung und erzeugen daraus wieder ihren Ausgang. Dadurch werden zum einen Störungen am Netz selbst ausgefiltert, zum anderen können sie viel leichter kontrollieren woher ihre Energie genau kommt. Die Panel sind direkt am Umrichter angeschlossen, ebenso die Akkus und das normale Netz. Und der Umrichter entscheidet ob der Panelstrom zum Verbraucher geschickt wird, falls was übrig ist in den Akku und falls das Panel zuwenig liefert aus dem Akku entnehmen...bis der seine Entladeschlussspannung erreicht hat, dann wird einfach direkt vom Netzstrom weiter gemacht.

So wird Überschuss nicht kostenlos ins Netz rückgespeist. Bei Akkus sollte man aber auf Zyklenfestigkeit schauen. Bleiakkus für normale PKW(ohne Start-stop-Automatik) sind nur sehr gering Zyklenfest, sondern eher auf Entladungen von weniger als 10% aber hohen Startstrom ausgelegt. Zyklenfeste Akkus schaffen dann entsprechend mehr Zyklen(vorallem wenn man oft die 100% benutzt), meist aber nicht ganz die hohen Ströme vorn Anlasser. Sogenannte Fliesbatterien(neudeutsch AGM-Akkus) sind eine Zwischenlösung, die einerseits einiges mehr an Entladezyklen schafft, aber auch hohe Ströme. Optimal für Entladezyklen sind dann Gel-Akkus. Allerdings ist deren Preis auch deutlich höher und folglich muss man das ganze dann auch einige Jahre betreiben bis es sich lohnt.  Ich persönlich würde Fliesbatterien(AGM) benutzen, weil sie noch nicht ganz so teuer sind, aber auch schon ziemliche Zyklenmenge aushalten.

http://www.longex.de/uploads/tx_akkusys/LX_neutral_12LCP-50.pdf

Aber da muss dann auch das Ladegerät angepasst sein, da die Ladeschlusspsannung bei 2,45V/zelle ist, ca 14,7V. Normale Autobatterien aber nicht über 14,4V sollten. Hört sich nach wenig an, dürfte aber ca 20% der Kapazität ausmachen. Noch schlechter wird das Ergebniss, wenn man Laderegler für AGM hat und normale Akkus anschliesst. Das dürfte die Lebensdauer von Monate auf Wochen oder Tage verkürzen.

Wer noch Detailfragen hat, PM.

[db1tau]

Nein, Zähler haben alle Rücklaufsperre. Sonst würde es reichen, die Kabel zwischen Eingang und Ausgang am Zähler zu tauschen um das E-Werk zu betrügen.

Wenn man den Versorger bescheissen will, könnte man bei Zugriff auf die Kabel ohnehin den Zaehler einfach ueberbruecken. Normalerweise ist dieser Bereich verplombt.