Energieüberwachung im Camper mit dem Shelly EM Gen3
Nachdem das grundlegende Smart-Home-Setup im Camper mit Home Assistant steht, lässt sich auch der Energieverbrauch erfassen. Das ist beispielsweise hilfreich, um den Landstrom auf dem Campingplatz oder ausgewählte 230V-Stromkreise im Blick zu behalten. Der Shelly EM Gen3 ist dafür eine kompakte Lösung mit externem Stromwandler.
(KI-generiert, dient zur Veranschaulichung)
Grundlagen der Strommessung mit Messzangen
Im Gegensatz zu klassischen Shunts oder Inline-Messgeräten misst der Shelly EM Gen3* (Werbung) den Stromfluss berührungslos über einen sogenannten Stromwandler (Klappstromwandler). Das vereinfacht die Strommessung, ersetzt jedoch weder den fachgerechten Einbau noch die elektrische Prüfung der Installation.
Der Klappstromwandler wird um einen einzelnen stromführenden Leiter gelegt. Dessen Wechselstrom erzeugt ein wechselndes Magnetfeld, das im Stromwandler ein proportionales Messsignal hervorruft. Der Shelly wertet dieses Signal zusammen mit der gemessenen Netzspannung aus.
Die Vorteile einer Stromzange im Camper
- Kein Auftrennen der Hauptleitung: Die Stromzange wird einfach um die bestehende Kabelader gelegt und verriegelt. Es ist nicht notwendig, Kabel zu kappen oder neu zu verpressen.
- Induktive Messung: Der Strom wird über einen Stromwandler erfasst, ohne den überwachten Leiter für den Messpfad aufzutrennen.
- Geringer Platzbedarf: Der Shelly ist kompakt, benötigt aber einen geeigneten, geschützten Einbauort mit ausreichendem Platz für Verdrahtung und Stromwandler.
Warum die 50A-Version die richtige Wahl ist
Viele Campingplatzanschlüsse sind mit 6 A, 10 A oder 16 A abgesichert. Für solche einphasigen Stromkreise ist der mitgelieferte 50-A-Stromwandler ausreichend dimensioniert. Entscheidend ist jedoch der maximal mögliche Strom des tatsächlich überwachten Stromkreises – insbesondere bei der Messung eines Wechselrichterausgangs.
| Eigenschaft | Spezifikation (50A-Version) |
|---|---|
| Messbare Spannung | 110–240 V Wechselspannung, 50/60 Hz |
| Maximaler Stromkanal | 50 A mit dem mitgelieferten Stromwandler; optionaler 80-A-Stromwandler unterstützt |
| Konnektivität | WLAN (Wi-Fi), Bluetooth (für Ersteinrichtung) |
| Eigenverbrauch | Unter 1,2 W laut Hersteller |
Anschluss und Installation im Fahrzeug
Der Shelly EM Gen3* (Werbung) benötigt eine eigene Spannungsversorgung, über die er zugleich die Netzspannung erfasst. Zusammen mit dem Stromsignal des Wandlers berechnet er daraus unter anderem Wirk- und Scheinleistung. Laut Hersteller muss die Spannungsversorgung des Geräts extern mit einem 2-A-Leitungsschutzschalter der Charakteristik B oder C abgesichert werden. Die konkrete Einbindung und der erforderliche Schutz sind von der Elektrofachkraft festzulegen.
Worauf beim Anschluss unbedingt zu achten ist
- Phasengleichheit: Die Spannungsreferenz des Shellys muss zum überwachten Leiter gehören. Auch in einer einphasigen Anlage muss die Elektrofachkraft prüfen, an welcher Stelle Spannung und Strom erfasst werden und welche Umschalt- oder Einspeiseeinrichtungen vorhanden sind.
- Richtung der Stromzange: Für eine positive Verbrauchsanzeige wird der Stromwandler üblicherweise in Messrichtung K → L von der Quelle zum Verbraucher montiert. Eine umgekehrte Montage führt in der Regel zu negativen Leistungs- und Energiewerten. Die tatsächliche Einbaurichtung ist anhand der Anlage und der Kennzeichnung des Wandlers zu prüfen.
- Nur eine Ader umschließen: Die Zange darf niemals das komplette dreiadrige Zuleitungskabel umschließen. Werden Hin- und Rückleiter gemeinsam umschlossen, heben sich ihre Magnetfelder weitgehend auf; der angezeigte Wert wäre daher nahezu null und für die Verbrauchsmessung unbrauchbar. Es darf ausschließlich die Phase (L, meist braun) umschlossen werden.
- Vibrationen berücksichtigen: Im Fahrzeug muss der Stromwandler so befestigt und verlegt werden, dass er sich während der Fahrt nicht bewegt und weder Leiter noch Anschlüsse mechanisch belastet. Die Art der Befestigung legt die Elektrofachkraft passend zum Verteiler und zu den Herstellerangaben fest.
Saubere Verkabelung über Flachsteckverteiler
In vielen modernen Elektroverteilungen von Wohnwagen und Wohnmobilen befindet sich unter den Sicherungsautomaten eine Platine mit freien Steckplätzen. Dabei handelt es sich um einen sogenannten Flachsteckverteiler (oder Verteilerplatine).
Anstatt Kabel mühsam mit WAGO-Klemmen zu verbinden oder doppelt in die Schraubklemmen der Sicherungen zu quetschen, kann die Elektrofachkraft freie Steckplätze auf dieser Platine nutzen. Hierfür werden flexible Leitungen mit standardisierten 6,3 mm Flachsteckhülsen aufgecrimpt. Sind auf der Verteilerplatine dafür vorgesehene und ausreichend bemessene Anschlüsse vorhanden, kann die Elektrofachkraft diese nutzen. Steckverbinder, Leitungen und Isolierung müssen für Netzspannung, Strombelastung und Einsatzbedingungen des Fahrzeugs geeignet sein.
Ablauf der Verdrahtung durch die Elektrofachkraft
Um nachvollziehen zu können, wie das System in deinem Camper arbeitet, ist hier der technische Ablauf dokumentiert, wie die Fachkraft den Einbau vornimmt. Hinweis: Dieser Abschnitt dient ausschließlich der Dokumentation und der Vorbereitung für deinen Elektriker.
- Die Elektrofachkraft schaltet alle möglichen 230V-Quellen frei – insbesondere Landstrom und Wechselrichter –, sichert sie gegen Wiedereinschalten und stellt die Spannungsfreiheit mit einem geeigneten Messgerät fest.
- Der Stromwandler wird um den zu überwachenden Außenleiter gelegt. Seine Position und Messrichtung richten sich nach dem tatsächlichen Aufbau des Verteilers und danach, welche Verbraucher erfasst werden sollen.
- Die Elektrofachkraft verbindet den Anschluss N mit einem geeigneten Neutralleiteranschluss der vorgesehenen Versorgung.
- Der Anschluss L wird über die vorgeschriebene externe Absicherung mit dem zugehörigen Außenleiter verbunden.
- Das Kabel der Stromzange wird in den Anschluss I A des Shellys gesteckt.
Gerät in der Shelly App hinzufügen
Nachdem die physische Installation durch den Elektriker abgeschlossen ist und die Stromversorgung wieder eingeschaltet wurde, signalisiert der Shelly EM Gen3 seine Betriebsbereitschaft. Er sendet nun sowohl ein Bluetooth-Signal zur schnellen Kopplung aus als auch sein eigenes, temporäres WLAN-Netzwerk (Access Point). Ab hier übernimmt man die softwareseitige Einrichtung über das Smartphone.
Ersteinrichtung durchführen
- Öffne die Shelly Smart Control App auf deinem Smartphone.
- Stelle sicher, dass Bluetooth auf deinem Smartphone aktiviert ist.
- Die App sollte das neue Gerät über Bluetooth automatisch erkennen und in einem Pop-up am unteren Bildschirmrand vorschlagen. Das manuelle Verbinden mit dem Shelly-WLAN entfällt dadurch in den meisten Fällen.
- Klicke auf Add device.
- Wähle dein lokales Camper-WLAN aus und gib das dazugehörige Passwort ein.
- Vergib einen Namen für das Gerät (z. B. "Landstrom") und weise es einem Raum zu.
- Prüfe in der App, ob die angezeigten Watt-Werte plausibel sind, wenn du einen Verbraucher (z. B. eine Kaffeemaschine) im Camper einschaltest.
Die Messwerte in der App verstehen
Sobald der Shelly Daten liefert, siehst du in der App zwei getrennte Messkanäle: Energy Meter 0 (entspricht der physikalischen Klemme I A) und Energy Meter 1 (entspricht Klemme I B). Der Shelly EM Gen3 unterstützt zwei Stromwandler. Der zweite Kanal kann einen weiteren Stromkreis derselben einphasigen Anlage erfassen. Beide Kanäle verwenden jedoch dieselbe vom Shelly gemessene Spannungsreferenz. Ob sich damit Landstromeingang und Wechselrichterausgang sinnvoll gemeinsam messen lassen, hängt deshalb von der Umschaltung und dem Aufbau der Anlage ab und muss im Einzelfall geprüft werden.
Auf dem aktiven Messkanal werden dir drei wesentliche Werte angezeigt, deren Zusammenspiel für das Verständnis deiner Camper-Elektrik wichtig ist:
- Wirkleistung (W): Sie gibt an, wie viel elektrische Leistung die angeschlossenen Geräte momentan tatsächlich umsetzen. Der über die Zeit aufsummierte Verbrauch wird als Energie in Wh oder kWh angegeben. Ob und wie dieser Verbrauch berechnet wird, hängt vom Tarif des Campingplatzes ab.
- Scheinleistung (VA): Sie ergibt sich aus Effektivspannung und Effektivstrom. Bei Wechselstromverbrauchern kann sie größer als die Wirkleistung sein – etwa durch Phasenverschiebungen oder nicht sinusförmige Stromaufnahme von Schaltnetzteilen. Übliche Haushaltszähler erfassen für die Abrechnung in der Regel die Wirkenergie; auf Campingplätzen hängt die Abrechnung jedoch vom jeweiligen Betreiber ab.
- Leistungsfaktor: Er beschreibt das Verhältnis von Wirk- zu Scheinleistung. Bei sinusförmigen Strömen entspricht er dem cos φ; bei nichtlinearen Verbrauchern wie Schaltnetzteilen berücksichtigt er zusätzlich Verzerrungen. Ein Wert nahe 1 bedeutet, dass Wirk- und Scheinleistung nahezu gleich sind. Niedrigere Werte können insbesondere bei kleinen oder schwach ausgelasteten Netzteilen auftreten.
Integration des Shelly EM Gen3 in Home Assistant
Da der Shelly EM Gen3 die native und lokale Shelly-Integration von Home Assistant nutzt, ist keine Einrichtung einer Cloud oder die Aktivierung von MQTT notwendig. Home Assistant kann Shelly-Geräte im lokalen Netzwerk automatisch erkennen; falls das nicht funktioniert, lässt sich die Integration auch manuell über die IP-Adresse des Geräts hinzufügen.
Gerät einbinden und konfigurieren
- Öffne die Benutzeroberfläche von Home Assistant.
- Navigiere im linken Menü zu Einstellungen und wähle den Punkt Geräte & Dienste.
- Home Assistant sollte den neu hinzugefügten Shelly im oberen Bereich bereits als "Entdeckt" anzeigen.
- Klicke bei dem gefundenen Gerät auf Einrichten.
- Bestätige die Abfrage, ob du das Gerät hinzufügen möchtest.
- Nach erfolgreicher Einbindung stehen dir sofort diverse Entitäten zur Verfügung, darunter die aktuelle Leistung (W), die Spannung (V) und der Gesamtverbrauch (kWh).
Nutzung im Home Assistant Energie-Dashboard
Um den gemessenen Verbrauch im offiziellen Energie-Dashboard von Home Assistant zu visualisieren, muss die Entität für den Gesamtverbrauch zugewiesen werden.
- Navigiere zu Einstellungen > Dashboards > Energie.
- Klicke unter dem Punkt "Stromnetz" auf Netzverbrauch hinzufügen.
- Suche im Dropdown-Menü nach der Entität deines Shellys, die den kumulierten Verbrauch in kWh misst. Die genaue Bezeichnung hängt vom Geräte- und Kanalnamen sowie von der Home-Assistant-Version ab. Wähle die kumulierte Energieentität in kWh aus, die dem verwendeten Messkanal zugeordnet ist.
- Speichere die Einstellungen ab. Die Energiedaten erscheinen nicht immer sofort, da Home Assistant dafür Langzeitstatistiken aufbereitet. Prüfe bei fehlender Auswahl, ob die Energieentität aufgezeichnet wird und die erforderlichen Geräte- und Zustandsklassen besitzt.