Energieüberwachung im Camper mit dem Shelly EM Gen3

Nachdem das fundamentale Setup für das Smart Home im Camper mit Home Assistant steht, geht es nun an die Erfassung der Energieflüsse. Wer autark unterwegs ist oder den Landstrom auf Campingplätzen im Blick behalten möchte, benötigt eine zuverlässige Messung. Der Shelly EM Gen3 bietet hierfür in Kombination mit einer Stromzange eine kompakte und präzise Lösung für den Caravan.

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 bringt beim Einbau erhebliche Vorteile mit sich, erfordert aber auch ein grundlegendes Verständnis der Funktionsweise.

Die Messzange wird dabei einfach um eine stromführende Ader gelegt. Durch den fließenden Wechselstrom wird im Inneren des Wandlers ein proportionales Magnetfeld induziert, welches der Shelly auswertet und als digitale Messwerte bereitstellt.

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.
• Galvanische Trennung: Der Messkreis ist physisch vom Stromnetz getrennt, was die Sicherheit des Systems erhöht.
• Geringer Platzbedarf: Der Shelly selbst ist extrem kompakt und lässt sich im Verteilerkasten oder dahinter/darunter platzieren.

Warum die 50A-Version die richtige Wahl ist

Für den Einsatz im Wohnmobil oder Wohnwagen ist die Variante mit der 50A-Stromzange ausreichend dimensioniert. Landstrom-Anschlüsse auf Campingplätzen sind in der Regel mit 6A, 10A oder maximal 16A Wechselstrom (AC) abgesichert. Selbst wenn du einen leistungsstarken Wechselrichter nutzt, der temporär höhere Ströme auf der 230V-Seite generiert, bietet die 50A-Zange ausreichend Puffer.

Anschluss und Installation im Fahrzeug

Der Shelly EM Gen3* (Werbung) benötigt für den Betrieb eine eigene Spannungsversorgung, damit er gleichzeitig die Netzspannung messen kann. Nur aus der Kombination von gemessener Spannung und fließendem Strom kann das Gerät die tatsächliche Wirkleistung in Watt berechnen.

Worauf beim Anschluss unbedingt zu achten ist

• Phasengleichheit: Die Stromzange muss zwingend die identische Phase (L) umschließen, an der auch die Spannungsversorgung des Shellys (Klemme L) angeschlossen ist. Da Caravan-Verteiler in der Regel einphasig aufgebaut sind, ist diese Bedingung meist automatisch erfüllt, sobald der Shelly am selben Stromkreis betrieben wird.
• Richtung der Stromzange: Stromzangen haben eine feste Messrichtung. Auf dem Gehäuse der Zange befindet sich unauffällig ein kleiner Pfeil oder die Kennzeichnung K und L. Die Seite K muss immer in Richtung der Stromquelle (CEE-Eingangsdose) zeigen, die Seite L in Richtung der Verbraucher (FI-Schutzschalter). Zeigt der Pfeil in die falsche Richtung, misst der Shelly einen negativen Verbrauch.
• Nur eine Ader umschließen: Die Zange darf niemals das komplette dreiadrige Zuleitungskabel umschließen. In diesem Fall würden sich die Magnetfelder von Hin- und Rückleiter gegenseitig aufheben und der Messwert läge bei Null. Es darf ausschließlich die Phase (L, meist braun) umschlossen werden.
• Vibrationen berücksichtigen: Da sich das Fahrzeug bewegt, sollte die Stromzange mit einem Kabelbinder an der umschlossenen Ader oder an der Zuleitung fixiert werden. Das verhindert, dass die Zange bei der Fahrt klappert und auf Dauer die Isolierung der Ader durchscheuert.

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. Diese Verbindungsmethode ist im Fahrzeugbau bewährt, da sie extrem vibrationsfest ist und für ein sauberes, übersichtliches Kabelbild im Verteilergehäuse sorgt.

Tipp für die Materialbeschaffung Es gibt fertig konfektionierte Messkabel mit aufgecrimpten 6,3 mm Flachsteckhülsen* (Werbung) (oft als "Pigtails" bezeichnet). Ein Kabelquerschnitt von 16 AWG (ca. 1,3 bis 1,5 mm²) ist für die Spannungsversorgung des Shellys absolut ausreichend. Da diese Sets oft mit roten und schwarzen Kabelfarben geliefert werden, muss die Elektrofachkraft die Enden für das 230V-Netz zwingend farblich markieren – zum Beispiel mit einem blauen Schrumpfschlauch für den Neutralleiter und einem braunen für die Phase. Achte zudem darauf, dass die Metallhülsen sicher isoliert sind.

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 stellt die Stromversorgung des Fahrzeugs komplett ab (Landstrom trennen, Wechselrichter ausschalten) und vergewissert sich, dass absolute Spannungsfreiheit herrscht.
• Die Stromzange wird um das braune Zuleitungskabel (Phase L) gelegt, das von oben in die Eingangsklemme (Klemme 1) des FI-Schutzschalters führt. Der Pfeil auf der Zange zeigt dabei nach unten (in Richtung des FI-Schutzschalters, also in Stromflussrichtung). Ein Kabelbinder fixiert die Zange vibrationssicher.
• Der Neutralleiter (N) für den Shelly-Betrieb wird über ein vorkonfektioniertes Messkabel mit einer 6,3 mm Flachsteckhülse vom N-Block des Flachsteckverteilers abgegriffen und mit dem Anschluss N des Shellys verbunden.
• Die Phase (L) für den Shelly wird über ein Messkabel mit Flachsteckhülse vom L-Block der Verteilerplatine abgegriffen und auf den Anschluss L des Shellys gelegt.
• 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). Da der Shelly Gen3 zwei Kanäle unterstützt, könntest du mit einer optionalen zweiten Zange neben dem Landstrom auch direkt den Ausgang deines 230V-Wechselrichters überwachen.

Auf dem aktiven Messkanal werden dir drei wesentliche Werte angezeigt, deren Zusammenspiel für das Verständnis deiner Camper-Elektrik wichtig ist:

• Leistung (W): Dies ist die sogenannte Wirkleistung. Das ist der tatsächliche, echte Energieverbrauch der Geräte im Camper, den du auch auf dem Campingplatz bezahlen musst (z. B. 14 W im Standby für Ladegeräte und Server).
• Scheinleistung (VA): Gemessen in Voltampere, setzt sich dieser Wert aus der Wirkleistung und der physikalisch bedingten Blindleistung zusammen. Blindleistung entsteht primär durch elektromagnetische Felder in Schaltnetzteilen (z. B. von Laptops oder USB-Ladegeräten) und belastet das Netz, wird am Stromzähler im Wohnwagen jedoch nicht berechnet.
• Leistungsfaktor: Dieser Wert (auch als $\cos\varphi$ bekannt) beschreibt das Verhältnis zwischen Wirk- und Scheinleistung. Ein Wert von 1,0 ist ideal (reiner Heizstab oder Glühbirne). Günstige oder im Teillastbereich laufende Netzteile weisen oft einen niedrigeren Leistungsfaktor von z. B. 0,65 auf, was im Camper-Bereich völlig normal ist.

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. Die Erkennung im Netzwerk erfolgt vollautomatisch.

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 (meist benannt als `sensor.shelly_em_gen3_energy` oder ähnlich).
• Speichere die Einstellungen ab. Es kann bis zu zwei Stunden dauern, bis Home Assistant die ersten Daten im Energie-Dashboard grafisch aufbereitet darstellt.