Shelly 3EM + 1PM Saldieren für korrekte Berechnung Stromverbrauch

Hallo Zusammen,

ich habe bereits mehrere Geräte erfolgreich in Homey eingebunden, soweit auch alles “grob” sortiert um bald das Dashboard in Betrieb zu nehmen.

Im nächsten Schritt würde ich gerne den Stromverbrauch im Haus überwachen.
Ich habe bereits mehrere Anläufe mit Excel und Home Assistant versucht, allerdings kam ich zu keinem Ergebnis in dem korrekt gerechnet wurde.

Folgende Konstellation ist vorhanden:

  • EFH mit Balkonkraftwerk
  • eingespeist wird auf Phase B / 2 (keine Vergütung bei Überschuss)
  • im Zählerschrank ist ein Shelly 3EM eingesetzt welcher alle drei Phasen “überwacht”
  • direkt hinter dem Wechselrichter ist ein Shelly 1PM Plus verbaut um die Einspeisung gesondert zu verfolgen.

Gibt es evtl. jemanden der bereits ein ähnliches Projekt erfolgreich realisiert hat?
Der 3EM kann ja leider nicht von “Werk” aus saldieren…

Daher war die Überlegung alle drei Phasen zu summieren, den 1PM gegenzurechnen,
dadurch dann die Werte “Netzbezug”, “Eigenverbrauch PV”, “Überschuss” zu errechnen.
Allerdings führt hier irgendwie kein Weg nach Rom, oder ich habe mich hier irgendwo verrannt und finde den Weg nicht mehr raus … :face_with_peeking_eye:

Vielen Dank!

Grüße,
Pascal

Hi Pascal,

Ich habe zwar kein Balkonkraftwerk und keinen Shelly 3EM, aber ich mache etwas ähnliches, in dem ich den Stromverbrauch vergleiche. Vielleicht könnte es so gehen.

Du brauchst 3 Zahlenvariablen.
In Variable 1 wird der aktuelle Stromverbrauch per Flow übermittelt
In Variable 2 wird die Stromproduktion per Flow übermittelt
Variable 3 wird aus Variable 1 - Variable 2 berechnet und zeigt so den effektiven Verbrauch.
Du hast jetzt in Variable 3 den eff. Verbrauch. Mit diesen Daten kannst du weiter arbeiten.
Ist das sowas, wie du es dir vorgestellt hast ? Ich helfe gerne bei der Umsetzung und den Flows.

@DirkG - Dirk ich hatte gesehen du warst schon fleißig am tippen :slight_smile: ?

@Undertaker - Uwe - vielen Dank! Ich komme gerne darauf zurück!
Nach meiner Auswertung mit den “stündlichen” Werten, habe ich gesehen das ich hier nicht zu korrekten saldierenden Ergebnissen, aber ist ja klar - da die Lasten / Erträge natürlich nicht pro Stunde sondern sekundengenau verrechnet werden :slight_smile:

Ja, ich stecke aber auch gerade fest, hab 'nen Knoten im Kopf. Ich denke nämlich das es nicht ganz so einfach sein wird, wie Uwe sich das vorstellt.

U.A. weil die Berechnungen davon abhängig sind, welche Daten vom 3EM und 1PM zur Verfügung gestellt werden. Ich habe z.B. ein Qubino 3-Phasen Smart Meter und dieses liefert auf den einzelnen Phasen keinen Verbrauch (kWh) sondern nur Leistung (W). Dafür gibt es aber ein “übergeordnetes Geräte” welches die Gesamtleistung und den Gesamtverbrauch misst. Der Verbrauch wird sogar noch in “Import” (Bezug) und “Export” (Überschuss/Einspeisung) aufgeschlüsselt, was die Berechnung wesentlich einfacher macht.
@pdhxxx könntest Du deshalb mal bitte mitteilen welche Daten die Shellys zur Verfügung stellen?

Hier beispielhaft mal meine Übersicht:


(Import und Export wird immer nur am 1. eines Monats berechnet, deshalb fehlen die Angaben für den Mai noch)

Diese Daten stellen mir die Shellys via Homey zur Verfügung - aktualisiert wird gefühlt im Sekundentakt :slight_smile:

Eingespeist wird auf Phase 2

Für die Summierung könnte man die PbtH App verwenden. Die summiert den Leistungswert zu einem Verbrauch auf.
Das funktioniert, solange die Leistung die Capability measure_power verwendet (ohne Subcapability).

Das setzt aber voraus, dass die Leistung immer positiv (oder negativ) ist.

@pdhxxx, was bedeutet Total Returned Energy?

@RonnyW, meinst Du ich könnte das gebrauchen?

Da mich der Verbrauch auf den einzelnen Phasen nicht interessiert, und der Gesamtverbrauch sowieso ermittelt wird, benötige ich das nicht. Außerdem ist die Berechnung des Gesamtverbrauchs aus den Leistungswerten ungenauer.

Das Feld Total Returned Energy bildet das Feld “Zurückgewonnen” ab, Energie bildet das Feld “Gesamt” (Verbrauch) ab. Wobei laut Aussagen im Shelly Forum die Werte in der Gesamtübersicht nicht korrekt summiert werden, lediglich die Tageswerte.

Und das bedeutet was genau? Ist das die Netzeinspeisung, oder die produzierte Energie?

Ich blick da nicht ganz durch.

In dem Tageswert wird wie folgt dargestellt:

Zurückgewonnene Energie 3,02 kWh (spiegelt sich 1:1 mit dem Ertrag laut Shelly 1PM)
Gesamtverbrauch: 2,29 kWh

Das Problem ist - es wird als “gesamtes” angezeigt - ich habe ja nicht die 2,29 kWh komplett aus PV gedeckt, sondern teilweise auch mit Netzbezug - in der Grafik ist zu sehen das die größte Abnahme heute in den Morgenstunden war - als die PV quasi noch nicht produzierte, ab dem Vormittag deckte bzw. deckt die PV dann den kompletten Verbrauch und speist den Überschuss ins Netz.

Genau hier liegt die Problematik der Rechnung seitens Shelly.
Es wird nicht bereinigt angezeigt wie viel kWh von “Zurückgewonnener” Energie tatsächlich in Eigenverbrauch und in Einspeisung endeten.

Dies versuche ich nun mittels Homey zu lösen um anschließend in Grafana o.ä. mal Langzeit Übersichten zu erstellen in der Hoffnung das Haus noch effizienter “lenken” zu können :slight_smile:

Ich habe jetzt nachstehenden Gedankengang:

Variable 1 → Power (W) Total = aktuelle Gesamtleistung kommt von “1 - Shelly 3EM - Total Power”
Variable 2 → Power (W) Ertrag = kommt vom Shelly 1PM “PV Garage Shelly - Leistung”

darauf berechnet dann nachstehende Variablen:

Variable 3 → Power (W) Gesamtverbrauch ohne PV (Hier müsste ich aber irgendwie sauber die Leistung von Phase 2 ausrechnen können, die Leistung wird ja beeinflusst oder geht ins negative sobald hier mehr eingespeist als verbraucht wird)

Variable 4 → Power (W) Überschuss (Ertrag -minus- Variable 3)

Variable 5 → Power (W) aktueller Netzbezug (Variable 3 - Variable 4) nur wie bekomme ich es hin, dass hier kein negativ Wert entsteht sobald mehr Ertrag als Verbrauch?

Darauf resultierend sollen die Werte Variable 3,4,5 in Power by the Hour gehen um in kWh umgerechnet zu werden, anschließend nach Excel oder Grafana zwecks optischer Auswertung :slight_smile:

Irgendwie merke ich, wie ich mich gerade hier verrenne - aber ich schreibe meine Gedanken mal nieder :smiley:

@Undertaker Uwe - ich merke gerade - meine “Bedürfnisse” entsprechend eigentlich genau der Angaben an Variablen die du bereits erwähntes…
Ich denke hier benötige ich aber evtl. doch deine Unterstützung.
Ich verstehe nicht wie ich die Variablen so erstellen soll, dass ich hier nicht auf negative Werte z.b. bei dem effektiven Verbrauch kommen kann, wenn über eine Phase (in meinem Fall ist es die Phase 2) mehr Ertrag eingeht, als Verbrauch stattfindet…

Du erstellst eine Zahlenvariable Verbrauch, eine Zahlenvariable Produktion und eine Zahlenvariable effektiver Verbrauch.
Die Variable Verbrauch, lässt du mit deinem aktuellen Gesamtverbrauch per Flow füttern.
Die Variable Produktion, lässt du mit der Produktion deines Balkonkraftwerkes füttern.
Die Variable effektiver Verbrauch, lässt du mit folgender Formel berechnen {{Verbrauch-Produktion}}. Du hast somit fortlaufend deinen aktuellen Verbrauch.
Da die Daten aber immer fortlaufend sind, kommt es jetzt darauf an, wann du die Zahlen speicherst oder zurück setzt. Nehmen wir mal an, dass dich der 24 Stunden Verbrauch interessiert. Jetzt kommt die nächste Zahlenvariable ins Spiel. “Verbrauch Vortag”.
Hierzu lässt du in die Variable Verbrauch Vortag, um 23:59 Uhr, den Wert der Variablen effektiver Verbrauch schreiben. Dieser Wert bleibt dann bis zum nächsten Tag erhalten. Die Variablen Verbrauch und Produktion, lässt du um 0:00 auf 0 setzen, dass die Zählung jeden Tag neu beginnt.
Lass dir das so mal durch den Kopf gehen. Es ist so auch kein Problem, den Wochen- oder Monatsverbrauch mit weiteren Variablen zu berechnen.

Bitte Leistung (W) und Verbrauch/Ertrag (kWh) nicht durcheinander bringen.

Die eigentliche Berechnung der gewünschten Daten ist kein Problem. Das Problem ist die Berechnung der Überproduktion des Balkonkraftwerks, sprich wieviel Kilowattstunden ins öffentliche Stromnetz eingespeist werden:

Deshalb ist Uwes Berechnung nur dann richtig, wenn auch wirklich 100 % der Produktion selber verbraucht wird:

Hier mal ein Beispiel anhand meiner gestrigen Daten inkl. Überproduktion/Netzeinspeisung:
– Netzbezug (Verbrauch): 3,40 kWh
– BKW Ertrag (Produktion): 3,39 kWh

Nach Uwes Berechnung des effektiven Verbrauchs würde man folgendes Ergebnis erhalten:
3,40 kWh (Verbrauch) + 3,39 kWh (Produktion) = 6,79 kWh

Da der vom BKW produzierte Strom aber nicht zu 100 % in unserem Haushalt selber verbraucht wurde, sondern überschüssiger Strom, und zwar 1,40 kWh, ins öffentliche Stromnetz eingespeist wurde, ist der effektive Verbrauch geringer:
3,40 kWh (Verbrauch) + 3,39 kWh (Produktion) - 1,40 kWh (Überproduktion) = 5,39 kWh

In unserem Haushalt wurden gestern also 5,39 kWh Strom verbraucht.
Zusammengesetzt aus 3,40 kWh Netzbezug und 1,99 kWh Verbrauch aus der Produktion des BKWs.

Ideal wäre es natürlich, wenn man 100 % des selbst produzierten Stroms auch verbrauchen würde, was hin und wieder bei uns auch der Fall ist. Aber das ganze hängt von ganz vielen Faktoren ab und ist bei jedem BKW Eigentümer anders.

@pdhxxx, blöde Frage: Hast Du überhaupt eine Überproduktion? Selbst bei maximaler Produktion zwischen 13 und 14 Uhr liegt die blaue Kurve (Gesamtverbrauch) über 0 Wh (siehe gestrichelte Linie).

Edit
Ansonsten fällt mir momentan nichts ein, wie man anhand der vorliegenden (!) Daten den Überschuss berechnen soll, sorry.

Oben habe ich übrigens mal meine Grafik aktualisiert.

@DirkG - wir haben Überproduktion - ca. 2 KW / Tag.

Am Beispiel 30.05. -

morgens
Zählerstand Versorger 1.8.0 → 1316 kW
Zählerstand Versorger 2.8.0 → 69 kW

abends
Zählerstand Versorger 1.8.0 → 1318 kW
Zählerstand Versorger 2.8.0 → 72 kW

1.8.0 ist der Netzbezug
2.8.0 ist die eingespeiste Menge ins öffentliche (ohne Rückvergütung)

Da der Zähler vom Versorger leider keine Nachkommastellen angezeigt kann hier nur “grob” abgelesen werden.

Heißt:
Netzbezug am 30.05 → ca. 2 kW
Einspeisung → ca. 3 kW
Produktion lt. App vom Wechselrichter: 5,4 kWh
Produktion lt. Shelly 1PM: 5,28 kWh

Im 3EM steht -4,08kWh zurückgegeben. (dieser Wert passt aber absolut nicht).
Das Problem welches noch besteht - bei der ich auf der Suche nach einer Lösung bin:

Der Shelly berücksichtigt bei dem Wert “Zurückgegeben” die Menge welche von Phase 2 zurückgeht (logisch, hier liegt ja das BKW an :slight_smile: ).
Der Verbrauch von 1 und 3 (welcher beim Versorger ja in dem Moment der Überproduktion korrekt verrechnet wird mit 0) wird bei Shelly aber weiterhin abgezogen bzw. als Verbrauch addiert und NICHT von dem Wert “Zurückgegeben” gegengerechnet (die drei Phasen werden nicht saldiert).

In der nachstehenden Grafik kann man bei dem Feld 16:00 Uhr die Problematik erkennen.
Phase 1 mit 73,5 Wh, Phase 2 mit 0 Wh, Phase 3 mit 18,4 Wh, daraus resultierend 91,8 Wh Gesamt | -530 Wh wurden eingespeist (hier werden aber Phase 1 und 3 nicht abgezogen … )

Das Problem ist mMn, dass bei Phase 2/B die Einspeisung nicht berücksichtigt wird. Die Einspeisung ist größer als der Verbrauch auf Phase 2/B was zu einem negativen Wert führen müsste. Der Wert bleibt aber bei 0 Wh stehen und wird somit nicht berücksichtigt.

Hier mal ein Beispiel von meinem Qubino Smart Meter wo man das eigentlich ganz gut sehen kann.


(auf P1 speist das BKW ein)

SmartMeter P1: Phase 1, wo auch das BKW dran hängt
SmartMeter P2: Phase 2
SmartMeter P3: Phase 3
SmartMeter Gesamt: Summe der einzelnen Phasen (Wert weicht geringfügig ab)
Bosswerk MI600: Balkonkraftwerk

Produktion = ca. 562 W
Überschuss = ca. 344 W
Eigenverbrauch = ca. 218 W (Produktion - Überschuss)

Das Feld “Zurückgegeben” ist glaub ich das was du meinst :slight_smile:

Zurückgegeben ist Überschuss Phase 2.
Daher hatte ich mir noch einen 1PM geholt um quasi Überschuss-Ertrag PV zu berechnen damit ich dann den Wert für Verbrauch Phase 2 habe.

Allerdings wird mein Wirr-Warr immer größer :face_with_peeking_eye: :joy:

Keine Ahnung ehrlich gesagt. Mir ist nach wie vor nicht klar, worauf sich “Zurückgegeben” bezieht, bzw. was es genau bedeutet. Zumal Du mal von Zurückgegeben und mal von Zurückgewonnen sprichst.

Außerdem hattest Du hier geschrieben, dass der Wert der Zurückgewonnenen (Zurückgegebenen?) Energie (Angabe lt. Shelly 3EM) sich mit dem Ertrag des Shelly 1 PM deckt:

Und hier hattest Du das Gegenteilige geschrieben:

Die eigentliche Frage ist doch nach wie vor: Wird bei Überproduktion (Produktion BKW > Eigenverbrauch) die Einspeisung ins öffentliche Netz ermittelt? Wenn nicht, kann diese anhand der vorliegenden Daten errechnet werden?

Beide Fragen kann ich nach wie vor nicht beantworten. Vielleicht weil ich den Wald vor lauter Bäumen nicht mehr sehe… :exploding_head:

@DirkG Sorry für die Verwirrung :smiley:
Ich habe gerade einen Punkt gefunden der das ganze evtl. vereinfachen wird…
Der PV Shelly war ganze Zeit auf Verbraucher eingestellt, dadurch wurde er in den Insights und den Grafiken oben als “positiver” Wert angezeigt.
Habe ihn jetzt auf Solar Panel umgestellt wodurch der Verbrauch nun ins negative gegangen ist, meine Darstellung spiegelt sich dadurch eigentlich mit deiner Grafik aus vorherigem Post.

Ich melde mich später sobald die Insights soweit sind, dass man nicht mehr den Sprung von + zu - sieht durch die Umstellung :slight_smile:

BTW - gibt es eine Möglichkeit Insights abzuspeichern sodass ich nicht immer die Grafiken neu zusammenstellen muss ? :smiley:

So anbei frisch aus den Insights zwei Bilder.

PV Anlage → PV Garage Shelly Plus 1PM
Phase 1 → 1 Shelly 3EM
Phase 2 → 2 Shelly 3EM (hier hängt das BKW dran)
Phase 3 → 3 Shelly 3EM