Mit Shelly-3EM und 3x Shelly-1 drei Heizstäbe stufenweise nach PV-Überschuss schalten

Ich bin über das PV-Forum auf die "Shelly" gestoßen und suche zum Einen Unterstützung, möchte aber auch gleich meine (Anfänger-)Erfahrungen mitteilen. Ich habe mir zwar einiges an "Grundwissen" durchgelesen, finde aber keine geeignete Lösung für meine Problematik.

Beitrag

Einsteiger-Tipps rund um die Shelly-Familie und das Forum

Einsteiger-Tipps

Im Folgenden findet Ihr Tipps zu den Shelly.Geräten und zum Forum.

(Diese können/sollen Euch den Einstieg in das Forum und die Shelly-Welt erleichtern.)

Mit Sicherheit kann die Liste nicht Alles erschlagen. Sie wird von mir/uns weiter gepflegt werden und auch Tipps und Hinweise von Euch in anderen Threads werden gerne aufgenommen.

Inhalt:


#1 A. Forum

<sup>#2 B. Shelly


#3 C. nützliche und hilfreiche Links


#4 D. Shelly-App</sup>


A. Forum

1.

Bitte stellt Fragen immer im Bereich Forum! Es kommt…

Gast10

11. August 2019 um 09:06

Beitrag

Netzwerk und Shelly - kleines Grundwissen für Einsteiger

Inhalt:


1. Einleitung

2. Der Router

3. WLAN

4. LAN

5. VLAN

6. weiterführende Links

7. Wieviele (WLAN-) Teilnehmer verkraften Router und Accespoints?



________________



1. Einleitung:

Hallo zusammen,

wie sich aus dem Titel ergibt, richten sich die nachfolgenden Infos an Neueinsteiger in die Shelly-Welt, die sich noch nicht so tief mit der Materie Netzwerktechnik befasst haben.

Da die Shelly nun mal via Netzwerk arbeiten, ist ein Grundwissen in meinen Augen unbedingt erforderlich. Sonst sind Probleme im…

Gast10

9. Oktober 2022 um 08:07

und natürlich:

Szenen erstellen Shelly Cloud App

Hardware:

1x Shelly-3EM

mehrere Shelly-1

mehrere Shelly-1PM

PVA mit Eigenverbrauch und Überschusseinspeisung

Heizstab 3x500W im Warmwasser-Pufferspeicher

Fritzbox 7590AX mit DHCP-Vergabe der IP an die Shelly, die dann aber in der FritzBox als statisch festgelegt werden.

Andoid-Handy mit Shelly-App

PC mit Internet

Ich möchte mit einem Shelly-3EM als Basis am Hausanschluss und einigen Schaltaktoren Shelly-1 und Shelly-1PM verschiedene Verbraucher stufenweise zuschalten, wenn die PV einen Stromüberschuss ins Netz einspeist. Dadurch erhöht sich meine Eigenverbrauchsquote und der (teurere) Netzbezug sinkt.

Der 3EM hatte natürlich in der äußersten Ecke beim Elektro-Hausanschluss kaum WLan-Empfang. Ich musste den 3EM erst (provisorisch) näher an der Fritzbox plazieren, um die Einstellungen für den Wechsel vom AP-Mode zum Client-Mode vornehmen zu können. Erst mit der dann in der FritzBox festgelegten IP hatte ich sichere WLan-Verbindung zum 3EM auch am Messpunkt. Trotzdem werde ich wohl die drei Doppel-Leitungen der Messfühler verlängern und den 3EM an besserer geeigneter Stelle außerhalb des Schaltschrankes plazieren.

Falls es Erfahrungen mit einer solchen Verlängerung gibt (Querschnitt, Länge, ...) - Hinweise erwünscht.

Die Klappwandler habe ich dabei so angeschlossen, dass analog zum Stromzähler des VNB ein positiver Wert den Strombezug und ein negativer Wert eine Stromeinspeisung darstellt.

Als ersten Versuch habe ich mir den 3x500W Heizstab im WW-Puffer auserkoren, den ich mit 3x Shelly-1 stufenweise bei Überschuss ein- bzw. bei sinkendem Überschuss abschalten möchte.

Leider lässt der Shelly-3EM intern je Kanal /Variable unter "Actions" nur je eine Schaltaktion zu. Ich hatte gehofft, man könnte mehrere Aktionen /"Szenen" im Gerät definieren und so auf die Cloud verzichten. Aber das ist wohl gar nicht gewollt. Mehrere frei definierbare Aktionen in der Firmware des Gerätes, in die man die verfügbaren Variablen eintragen kann, wären m.M.n. der bessere und übersichtlichere Weg gewesen als alle Variablen für jeweils eine Aktion aufzulisten, von denen man i.d.R. wohl nur zwei direkt im Gerät sinvoll nutzen kann.

Für mich waren m.M.n. einzig:

"Sum of all Channels over Power"

bzw.

"Sum of all Channels under Power"

als Schaltkriterien interessant - also das Über- bzw. Unterschreiten eines aufsummierten Leistungswertes über die drei Stromphasen als Schaltkriterium. Damit kann ich direkt mit dem Shelly-3EM aber eben nur einen Heizstab schalten - das würde wohl sogar ohne zusätzlichen Shelly-1 über das interne Relais funktionieren.

Mehrere Geräte stufenweise /bei verschiedenen Schwellwerten schalten geht direkt mit dem Shelly-3EM wohl leider nicht.

Also habe ich mich bei der Cloud angemeldet, die App installiert und die Shelly-Aktoren für die Cloud registriert /freigeschaltet.

Das klappte bei mir übrigens nur über "Hinzufügen eines Gerätes über IP" - "Gerät hinzufügen" bzw. "Entdeckte Geräte" funktionierte bei mir nicht.

Dann habe ich zwei Räume definiert:

Haus : Shelly 3EM nennt sich "Bezug-Einspeisung"

Heizraum: 3x Shelly1 sind "Heizstab1", "Heizstab2" und "Heizstab3"

Dann habe ich mich an die Szenen gewagt. Da ich schon davon ausgegangen bin, dass nicht alles auf Anhieb klappt, habe ich sowohl beim Ein- als auch beim Ausschalten der Shelly-1 eine Schaltverzögerung von 1Sekunde definiert. Damit will ich Relaisflattern verhindern, dass den Kontakten sicher nicht guttut. Das hat sich auch als sehr sinnvoll erwiesen.

Für den ersten Heizstab habe ich definiert:

WENN

"Bezug-Einspeisung" <-400W

MACHEN

"Heizstab1" Einschalten nach 1 Sekunde

und

WENN

"Bezug-Einspeisung" <150W

MACHEN

"Heizstab1" Ausschalten nach 1 Sekunde

Diese erste Szene funktioniert zwar grundsätzlich, bringt aber dann zusammen mit den zwei anderen Szenen für mich nicht nachvollziehbare "Klapperschaltungen". Dabei schalten die drei Heizstäbe meist nacheinander Ein - nacheinander Aus und dies pendelt eine Weile bis es nicht nachvollziehbar sich einschwingt. Bei der nächsten Schaltaktion beginnt das Spiel von vorn.

Ab und an schaltet es auch ohne nachvollziehbare Reihenfolge ...

Auslöser ist natürlich zum Einen schwankende PV-Leistung, bspw. aber auch Verbraucher (bspw. Hauswasserwerk mit 600W für 6-10Sekunden), die den Überschuss nutzen sollen, aber durch die hohen Schwankungen für eine Abschaltung eines /mehrerer Heizstäbe sorgen.

Was mir bei den Szeneneinstellungen nicht ganz klar ist, ist die zusätzlich einzustellende Bedingung:

- Einmal

- Bei jeder Änderung

- Wiederholt

Hier vermute ich Optimierungspotential und würde mir Aufklärung über die Auswirkungen wünschen.

Ein wichtiger Punkt scheint mir zu sein, dass es wohl nicht reicht, jedem Aktor (Shelly-1) in der Szene eine Bedingung und einen Befehl zu definieren. Da vermute ich bei mir einen Denkfehler bei der Abarbeitung.

Heizstab1 - "HS1"

- bei <-400W Ein (dann wäre der verfügbare Überschuss ja erst einmal "weg")

- bei >+150W Aus (50W Hysterese, damit es nicht sofort wieder einschaltet)

Heizstab2 - "HS2"

- bei <-500W Ein (das müssten dann ja zusätzliche -500W sein, denn "Heizstab1" ist ja An)

- bei >+50W Aus

Heizstab3 - "HS3"

- bei <-600W Ein (das müssten dann weitere zusätzliche -550W sein, denn "Heizstab1" und "Heizstab2" ist ja schon An)

- bei > -50W Aus

Damit ist trotz der Hysterese in den Schaltleistungen aber wohl keine sichere Reihenfolge der Schaltung /Abarbeitung definiert.

Auch UND-Verknüpfungen zu den anderen Aktoren brachten keine Besserung, bspw.:

WENN

"Bezug-Einspeisung" <-700W

UND

"Heizstab1" Ein

UND

"Heizstab2" Ein

MACHEN

"Heizstab3" Einschalten nach 1 Sekunde

beim Ausschalten dann Umgekehrt:

WENN

"Bezug-Einspeisung" >+100W

UND

"Heizstab3" Aus

UND

"Heizstab2" Aus

MACHEN

"Heizstab1" Ausschalten nach 1 Sekunde

(Wie) Wirkt sich evtl. eine Veränderung der Reihenfolge der Szenen aus?

Macht es bzw. welchen Unterschied macht die Anordnung, bspw.:

Ein1

Aus1

Ein2

Aus2

Ein3

Aus3

oder:

Ein1

Ein2

Ein3

Aus1

Aus2

Aus3

Es wird ja sicher nicht umsonst die Möglichkeit geben, die Szenen umzugruppieren ...

Alles Probieren brachte bisher keine nachvollziehbare Verbesserung.

Es schalten sich immer wieder alle Heizstäbe mehrmals nacheinander Ein und nacheinander Aus, obwohl die PV-Überschuss-Leistung bspw. für den Betrieb eines oder zweier Heizstäbe ausreicht.

Irgendwann hat es sich eingeschwungen auf eine sinnvolle Einstellung. Aber das dauert halt, ist unnötig und tut den Relais nicht gut.

Was ist hier falsch?

An dieser Stelle bin ich am Ende mit meine Latein und hoffe auf Unterstützung.

Zitat von AlexAn

Das Problem ist dass die Shelly kein Energiemanager ist.

Versuche mal nur das Einschalten:

Heizwendel 1 ein bei -600W Einschaltverzögerung 10sec

Heizwendel 2 ein bei -700W Einschaltverzögerung 30sec

Heizwendel 3 ein bei -800W Einschaltverzögerung 60sec

nur mal zum rantasten

Umgekehrt kannst du ähnlich angehen

Heizwendel 1 würde ich eine Sollzeit überlegen da du vermutlich ohne PV auch warmes Wasser benötigst

Alles anzeigen

Danke für die erste Antwort und den Lösungsansatz.

Mir ist klar, dass der 3EM kein Energiemanager ist - er ist nicht einmal ein Strom- /Energiezähler, sondern nur ein reines Messgerät der momentanen Leistungen auf den drei Phasen des Stromnetzes.

Aber da sollte es mit den Cloud-Szenen möglich sein, bei bestimmten Messwerten bestimmte /definierte Schaltreaktionen auszulösen - dafür ist er m.M.n. gedacht.

Das Einschalten klappt ja eigentlich sehr gut - nur das wiederholte nacheinander Ausschalten verstehe ich nicht, wenn die vorgegebene (Schalt-)Leistung eigentlich gar nicht überschritten wurde. Hier vermute ich einen Denkfehler /Programmierfehler meinerseits.

Ich habe vor >30Jahren mal in Anfängen selbst programmiert. Leider ist bei den Szenen alles sehr "anwenderfreundlich" - was genau abläuft, kann ich nicht nachvollziehen, da mir bspw. eben die Auswirkungen von:

- Einmal

- Bei jeder Änderung

- Wiederholt

bei den in den Szenen als zusätzlich einzustellende Bedingung nicht wirklich bekannt ist /einleuchtet.

Längere Einschaltverzögerungen machen den Sinn der PV-Überschussverwertung hinfällig, da dann weder auf wechselhaftes Wetter, noch auf zugeschaltete Verbraucher im Haus zeitnah reagiert wird. Das Warmwasser wird übrigens ganz normal weiter mit einer Wärmepumpe erzeugt - die Heizstäbe erhöhen nur die Temperatur.

Aber ich werde einmal die Ausschaltzeit leicht erhöhen und die Auswirkungen betrachten.

M.W.n. prüft die Szene, ob während der Verzögerungszeit die Schaltbedingungen noch erfüllt sind und reagiert /verlängert entsprechend.

Ich danke auch Dir für Deine Überlegungen.

Zitat von Krauskopp

Was bedeutet das konkret? "Gesamtleistung" des 3EM?

Wenn ja, dann passt das alles doch so nicht.

Warum nicht - Du hast es doch selbst erläutert, denn jeder Heizstab (HS1, HS2, HS3) verbraucht nun einmal nur die angegeben 500W:

Zitat von Krauskopp

Wenn Überschuss <-400W dann Heizung 1 Ein Dann ist aber Überschuss wieder weg (Gesamt <100W)

Richtig.

Dann beziehe /kaufe ich +100W, aber der Heizstab1 schaltet nicht aus, da dies erst bei einem Bezug von +150W als Ausschaltkriterium passieren soll. Ist so gewollt. Könnte man auch alles ohne Bezug bei 0W definieren, aber dann schalten sich die HS halt erst später zu.

Jetzt gibt es zwei Möglichkeiten:

- der Bezug steigt weiter, weil entweder die Sonne schwächer wird, oder ein weiterer Verbraucher im Haus eingeschaltet wird ... bei >150W Bezug schaltet HS1 dann ab.

- der Bezug sinkt, weil die Sonne stärker wird und es kommt erneut zu einer Einspeisung /Überschuss ... ab zusätzlicher (!) -500W Einspeisung schaltet dann HS2 zu und der Überschuss am 3EM sinkt erst einmal wieder auf 0W.

Weder HS2 sollte abschalten (erst bei +100W Bezug), noch HS1 sollte abschalten (erst bei +150W Bezug)

Jetzt beginnt das Spiel von vorn - der Überschuss nimmt entweder ab durch Wolken oder Verbraucher im Haus - oder er nimmt weiter zu:

- bei zusätzlichen 550W Überschuss (also dann insgesamt 400W +500W +550W = 1450W PV-Überschuss) schaltet dann auch der HS3 zu ...

Das Einschalten funktioniert m.M.n. sehr gut. Der Fehler sitzt in der Abschaltung die teilweise stattfindet, obwohl m.M.n. gar kein Abschaltkriterium erfüllt ist oder allenfalls HS3 wegen fehlendem Überschuss abschalten sollte.

Der tatsächliche PV-Ertrag kann übrigens deutlich höher sein! Denn der EM3 sitzt ja genau am Hausanschlusspunkt und misst PV-Ertrag - alle Verbraucher (also alles, was im Haus Strom verbraucht).

Wenn ich bspw. sehe, dass der PV-Ertrag am WR deutlich >1.000W ist, schalte ich bspw. das 1.000W-Ladegerät meines E-Rollers zu. Das hat dann also Priorität und schon hat der 3EM keinen Überschuss mehr und die Heizstäbe gehen (zumindest teilweise) aus.

Bei bspw. 1.100W also eigentlich nur HS2, denn HS3 würde ja erst bei >1450W einschalten und HS1 schaltet nicht ab, da noch keine <150W Bezug ...

Ich habe ca. 10kWp PV installiert und da kommt bei voller Sonne >7kW PV-Ertrag /Leistung rein ... da kann ein E-Auto auch mal 6,6kW (zweiphasig) laden - aber erst dann gibt es kaum Überschuss für die Heizstäbe ...

Zitat von Krauskopp

Du brauchst also den tatsächlichen Überschuss. Und der ist nicht "Gesamt" vom 3EM, sondern Produktion - tatsächlichen Bedarf (ohne Heizung)

"Sum of all Channels over Power" bzw. "Sum of all Channels under Power" sind m.M.n. Schaltkriterien auf der Basis der tatsächlich gemessenen Leistungen am Netzübergabepunkt /Hausanschluss. Ob es sich um Überschuss (negativer Bezug) oder Bezug handelt, bestimmt nur das Vorzeichen. Das ist also am 3EM der tatsächliche "Überschuss" bzw. die tatsächliche aktuelle Netzanschlussleistung.

Stimmt mit dem installierten Zweirichtungszähler des EVU auch recht gut überein und reagiert auch entsprechend auf PV- bzw. Lastveränderungen.

Die Heizstäbe sind ja eigentlich auch nur Verbraucher - wie Kaffeemaschine, Fön, ...

Viele, die eine eigene PV mit Eigenverbrauch nutzen, machen eigentlich nichts anderes, als es die Schaltung automatisiert tun soll. Sie schalten Verbraucher gezielt zu, um die Einspeisung zu minimieren und den Eigenverbrauch zu erhöhen.

Letztlich sollte die Schaltung aber theoretisch auch ganz ohne PV funktionieren wenn man als (real natürlich fragwürdige) Aufgabe stellt: "verstetige den dauerhaften Netzbezug auf 1.500W" (3x500W HS1+HS2 +HS3) - statt auf geringe Einspeisung wie bei mir mit der PV.

Es müssten nur die Ein- bzw. Abschaltleistungen entsprechend angepasst werden.

Dann würden die Heizstäbe nur dann nacheinander abgeschalten, sobald man den elektrischen Herd, Fön, Staubsauger u.s.w. im Haus nutzt. Ohne Hausverbraucher sind alle HS An.

Der Bezug bewegt sich dann immer zwischen 1.500W und einem höheren Maximalwert aller Hausverbraucher - dann aber oberhalb 1.500W ohne die dann abgeschalteten Heizstäbe ...

Ich vermute den Fehler tatsächlich in der Szenenprogrammierung /Abarbeitung der Szenen. Habe jetzt noch den Schaltzustand der jeweiligen Aktoren abgefragt, also bspw. zum Einschalten von HS3:

WENN

"Bezug-Einspeisung" <-550W ("Bei jeder Änderung")

UND

"HS1" Ein (Wiederholt)

UND

"HS2" Ein (Wiederholt)

UND

"HS3" AUS (Wiederholt)

MACHEN

"HS3" Einschalten nach 1 Sekunde

beim Ausschalten bspw. von HS1 dann Umgekehrt:

WENN

"Bezug-Einspeisung" >150W ("Bei jeder Änderung")

UND

"HS3" Aus (Wiederholt)

UND

"HS2" Aus (Wiederholt)

UND

"HS1" EIN (Wiederholt)

MACHEN

"HS1" Ausschalten nach 1 Sekunde

Was mir eben - wie schon geschrieben - nicht klar ist:

Auswirkungen von "Einmal" / "Bei jeder Änderung" / "Wiederholt"

Wobei ich "Einmal" nicht genommen habe, denn die Schaltkriterien (definierte Schaltleistungen) werden ja immer wieder erreicht.

Evtl. ist genau das der Denkfehler?

Wird die Szene evtl. doch bei jedem Erreichen einer Schaltleistung abgearbeitet - aber eben nur dann genau nur 1x ... ?

Das habe ich eigentlich für "Bei jeder Änderung" angenommen ...

Ob es mit der jetzigen Programmierung eine Verbesserung bringt, muss ich noch testen - derzeit fehlt bei uns Sonne ...