Shelly Pro 3EM im Test: 3-Phasen-Strommessung mit 120A CT-Klemmen
Wer den eigenen Stromverbrauch genauer analysieren möchte, kommt mit einfachen Zwischensteckern oder smarten Steckdosen schnell an Grenzen. Diese eignen sich gut für einzelne Verbraucher, liefern aber keinen vollständigen Überblick über den Stromverbrauch eines Hauses, einer Unterverteilung oder größerer Stromkreise.
Genau hier setzt der Shelly Pro 3EM an. Das Gerät ist ein Energiezähler für die Hutschiene und kann zur Messung von ein- oder dreiphasigen Stromkreisen eingesetzt werden. Damit eignet er sich besonders für Anwendungen, bei denen nicht nur ein einzelner Verbraucher, sondern der gesamte Energiefluss betrachtet werden soll.
https://youtu.be/SQlQNZfxXGw
Für meine Beitragsreihe verwende ich den Shelly Pro 3EM in der 120A-Version mit drei CT-Klemmen. Diese Variante ist besonders interessant, weil die Strommessung über aufklappbare Stromwandler erfolgt. Die vorhandenen Leitungen müssen dafür nicht gelöst werden, sondern werden von den CT-Klemmen umschlossen.
Shelly Pro 3EM - 120A
Shelly Pro 3EM - Schaltung aufgedruckt auf dem Gehäuse
Shelly Pro 3EM - Technische Daten aufgedruckt auf dem Gehäuse
Warum ein Shelly Pro 3EM?
Der Shelly Pro 3EM ist deutlich mehr als ein einfacher Stromzähler mit WLAN. Er ist für die Montage auf der Hutschiene vorgesehen und bringt neben WLAN auch LAN und Bluetooth mit. Zusätzlich unterstützt das Gerät verschiedene Integrationsmöglichkeiten wie MQTT, HTTP und WebSocket. Dadurch lässt es sich nicht nur über die Shelly-App nutzen, sondern auch lokal in eigene Systeme wie Node-RED, Home Assistant oder andere Smarthome- und Monitoring-Lösungen einbinden. Laut Shelly bietet der Pro 3EM eine Messgenauigkeit von 1 % für aktive Energie und kann historische Daten für 60 Tage mit einer Auflösung von einer Minute speichern.
Besonders spannend ist für mich aber nicht nur die reine Anzeige der Messwerte. In dieser Beitragsreihe soll daraus ein komplettes kleines Projekt entstehen:
- Messwerte erfassen - Daten lokal speichern - CSV-Export bereitstellen - Werte in einem Dashboard visualisieren
Damit wird der Shelly Pro 3EM nicht nur zu einem Messgerät, sondern zur Grundlage für ein eigenes Energiedashboard.
Meine Variante: Shelly Pro 3EM 120A mit CT-Klemmen
In meinem Fall kommt der Shelly Pro 3EM 120A zum Einsatz. Diese Variante wird mit drei Stromwandlern geliefert, die jeweils bis 120A ausgelegt sind. Shelly beschreibt diese Version als Hutschienen-Energiezähler für ein- oder dreiphasige Messungen mit drei 120A-Stromwandlern.
Shelly Pro 3EM - Lieferumfang
Der große Vorteil dieser CT-Klemmen liegt in der Montageart. Es handelt sich um aufklappbare Stromwandler. Die Leitung muss also nicht aufgetrennt oder aus einer Klemme gelöst werden. Stattdessen wird die CT-Klemme geöffnet, um den Leiter gelegt und anschließend wieder geschlossen.
Das ist gerade für Nachrüstungen sehr praktisch, weil sich der Messaufbau dadurch deutlich einfacher realisieren lässt. Trotzdem bleibt natürlich wichtig: Arbeiten in einer Unterverteilung oder an 230V/400V-Anlagen dürfen nur von einer Elektrofachkraft durchgeführt werden.
Auf die Richtung der CT-Klemmen achten
Ein wichtiger Punkt bei der Montage ist die korrekte Ausrichtung der Stromwandler. Auf der Unterseite der CT-Klemmen ist die Richtung mit K > L gekennzeichnet.
Dabei gilt für den Aufbau:
- K zeigt in Richtung der Zuleitung - L zeigt in Richtung des Sicherungsautomaten
Shelly Pro 3EM - Leitungsklemme - Einbaurichtung
CT Klemme geöffnet
CT Klemme geöffnet
CT Klemme geschlossen
Die Richtung ist wichtig, damit die gemessene Leistung korrekt interpretiert wird. Wird eine CT-Klemme falsch herum montiert, können Messwerte mit falschem Vorzeichen dargestellt werden. Das ist besonders dann relevant, wenn später Bezug und Einspeisung unterschieden oder Messwerte automatisch ausgewertet werden sollen.
Für die reine Verbrauchsanzeige fällt ein verdrehter Stromwandler eventuell nicht sofort auf. Sobald die Daten aber gespeichert, exportiert oder in Node-RED weiterverarbeitet werden, sollte die Richtung sauber stimmen.
Einsatzbereiche des Shelly Pro 3EM
Der Shelly Pro 3EM eignet sich für verschiedene Szenarien. Typische Anwendungsfälle sind zum Beispiel:
- Messung des Hausverbrauchs - Überwachung einer Unterverteilung - Analyse einzelner größerer Stromkreise - Kontrolle von Werkstatt, Küche oder Technikraum - Einbindung in PV- oder Balkonkraftwerk-Projekte - Datenerfassung für spätere Auswertung
Shelly nennt selbst unter anderem Energiesparen, Leistungsüberwachung, PV-Systeme und Wallboxen als typische Einsatzbereiche für den Shelly Pro 3EM.
Für mein Projekt steht vor allem die lokale Datenerfassung im Vordergrund. Ich möchte die Messwerte nicht nur in der Shelly-App betrachten, sondern regelmäßig abrufen, speichern und später auswerten können.
Wichtig: Der Shelly Pro 3EM ist kein Schaltaktor
Ein Punkt, der schnell übersehen wird: Der Shelly Pro 3EM misst Energie, schaltet aber selbst keine Lasten. Shelly weist darauf hin, dass das Gerät kein integriertes Relais besitzt. Eine Schütz- oder Schaltsteuerung kann nur über zusätzliche Komponenten wie ein Shelly Pro Add-on umgesetzt werden.
Das ist für mein Projekt aber kein Nachteil. In dieser Reihe geht es zunächst nicht darum, Verbraucher direkt zu schalten, sondern darum, Messwerte sauber zu erfassen und nutzbar zu machen.
Technische Daten des Shelly Pro 3EM
Der Shelly Pro 3EM ist für die Montage auf der Hutschiene ausgelegt und wird direkt in der Unterverteilung installiert. Das Gerät ist vergleichsweise kompakt und benötigt nur wenig Platz im Schaltschrank.
EigenschaftWertAbmessungen94 × 19 × 69 mmGewichtca. 62 gMontageHutschieneGehäusematerialKunststoffFarbeWeißVersorgungsspannung100 bis 260 V AC, 50/60 HzLeistungsaufnahme< 3 WUmgebungstemperatur-20 °C bis 40 °CLuftfeuchtigkeit30 % bis 70 % RHMaximale Höhe2000 mWLAN802.11 b/g/nBluetooth4.2ProzessorESP32-D0WDQ6Flash-Speicher16 MBMQTTJaScriptingJaWebhooks20 Webhooks mit je 5 URLsCoAPNein Messfunktionen
Besonders interessant sind natürlich die Messfunktionen. Der Shelly Pro 3EM misst Spannung, Strom, Leistung und Energie auf den einzelnen Phasen.
MesswertAngabeSpannungsmessung100 bis 260 V je PhaseGenauigkeit Spannung±1 %Strommessung0 bis 120 A je Phase über CT-KlemmenKompatible StromwandlerCT 120AGenauigkeit Strommessung±1 % bei 2 bis 120 AGenauigkeit bei kleinen Strömen±2 % bei 1 bis 2 A, ±5 % bei 0 bis 1 ALeistungsmessungWirkleistung und ScheinleistungEnergiemessungWirkenergie und ScheinenergieLeistungsfaktorJaBlindenergieFundamental reactive energyDatenspeichermindestens 60 Tage bei 1-Minuten-AuflösungDatenexportCSV für PQ-Werte, JSON über RPC
Wichtiger Hinweis: Der Shelly Pro 3EM wird in der Unterverteilung bzw. im Schaltschrank installiert. Arbeiten an 230V/400V-Anlagen dürfen ausschließlich von einer Elektrofachkraft durchgeführt werden. Dieser Beitrag dient der technischen Vorstellung und Dokumentation meines Projekts.
Wichtige Punkte für die Praxis
Für den praktischen Einsatz sind ein paar Daten besonders relevant. Der Shelly Pro 3EM benötigt eine eigene Spannungsversorgung im Bereich von 100 bis 260 V AC und verbraucht dabei weniger als 3 W. Die Messung des Stroms erfolgt nicht direkt durch das Gerät, sondern über die angeschlossenen 120A CT-Klemmen.
Die Strommessung ist im Bereich von 2 bis 120 A mit ±1 % angegeben. Bei sehr kleinen Strömen nimmt die Genauigkeit ab. Das ist wichtig, wenn sehr geringe Lasten oder Standby-Verbräuche bewertet werden sollen.
Ebenfalls spannend ist der interne Speicher. Der Shelly Pro 3EM kann Messdaten für mindestens 60 Tage mit einer Auflösung von einer Minute speichern. Für mein Projekt möchte ich mich darauf jedoch nicht allein verlassen, sondern die Daten zusätzlich lokal mit Node-RED abrufen und in einer eigenen Datenbank speichern.
Anschlussprinzip des Shelly Pro 3EM
Auf der oberen Seite des Shelly Pro 3EM befinden sich die Schraubklemmen für die Spannungsmessung bzw. Zuleitungen. Diese sind mit A, B und C gekennzeichnet. Wichtig ist dabei, dass die angeschlossenen Phasen zu den jeweiligen Stromwandlern auf der Unterseite passen.
Shelly Pro 3EM - Schraubklemmen für Zuleitungen #1
Shelly Pro 3EM - Schraubklemmen für Zuleitungen #2
Shelly Pro 3EM - Anschlüsse für die CT Klemmen #1
Shelly Pro 3EM - Anschlüsse für die CT Klemmen #2
Das bedeutet: Die Phase, die oben an A angeschlossen wird, muss auch durch die CT-Klemme geführt werden, die dem Kanal A zugeordnet ist. Gleiches gilt für B und C. Werden Spannungseingang und Stromwandler vertauscht, können die später angezeigten Messwerte verfälscht oder schwer nachvollziehbar werden.
Einphasiger Betrieb
Der Shelly Pro 3EM kann nicht nur für dreiphasige Messungen verwendet werden, sondern auch in einem einphasigen Aufbau. In diesem Fall wird die einzelne Phase gemäß dem Schaltbild auf dem Gehäuse an Klemme C angeschlossen.
Der Grund dafür ist, dass der Shelly Pro 3EM seine eigene Versorgung über die Klemme C bezieht. Das Gerät wird also nicht separat über ein eigenes Netzteil versorgt, sondern nutzt diese angeschlossene Phase für den Betrieb.
Kleine Messabweichung durch Eigenverbrauch
Da der Shelly Pro 3EM selbst ebenfalls eine geringe Leistungsaufnahme besitzt, kann es bei der Messung auf dieser Phase zu einer kleinen Abweichung kommen. Laut technischen Daten liegt die Leistungsaufnahme des Geräts bei unter 3 W.
In der Praxis ist diese Abweichung für viele Anwendungen vermutlich vernachlässigbar. Wenn man jedoch sehr kleine Verbraucher oder Standby-Werte möglichst exakt erfassen möchte, sollte man diesen Punkt im Hinterkopf behalten.
Preis und Einordnung
Je nach Händler und Lieferumfang liegt der Shelly Pro 3EM 120A mit CT-Klemmen meist im Bereich ab etwa 75 bis 90 € zuzüglich Versandkosten. Im offiziellen Shelly-Shop kann der Preis je nach Variante oder Bundle deutlich höher ausfallen.
Im Vergleich zu einem Shelly PM Mini oder anderen einfachen Messmodulen bietet er jedoch deutlich mehr Möglichkeiten. Statt nur einen einzelnen Verbraucher oder Stromkreis zu erfassen, können mit dem Shelly Pro 3EM bis zu drei Phasen gemessen und umfangreiche Messwerte wie Spannung, Strom, Leistung, Energie und Leistungsfaktor ausgewertet werden.
Man sollte ihn daher nicht direkt mit einem einfachen Shelly PM oder Shelly PM Mini vergleichen. Diese sind deutlich günstiger und für einzelne Messpunkte sehr praktisch. Ein Shelly Plus 1PM kann zusätzlich sogar messen und schalten. Der Shelly Pro 3EM spielt jedoch in einer anderen Klasse: Er ist eher für die zentrale Energieerfassung, Unterverteilungen oder größere Auswertungen gedacht. Für einfache Schaltaufgaben ist er überdimensioniert, für ein eigenes Energiedashboard oder eine detaillierte Verbrauchsanalyse ist der Preis jedoch gut nachvollziehbar.
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Ausblick auf die Beitragsreihe
Dieser erste Beitrag dient als Einstieg und stellt den Shelly Pro 3EM sowie die verwendete 120A-Variante mit CT-Klemmen vor.
In den nächsten Teilen geht es dann praktisch weiter:
- Shelly Pro 3EM einrichten Netzwerk, Weboberfläche, erste Messwerte und Grundeinstellungen. - Daten exportieren Abruf der Messwerte mit Node-RED, Speicherung in SQLite und Export als CSV-Datei. - Daten visualisieren Aufbau eines Dashboards zur Anzeige von Leistung, Verlauf und Verbrauchswerten.
Damit entsteht Schritt für Schritt ein lokales Energiemonitoring-System auf Basis des Shelly Pro 3EM.
Fazit zum Shelly Pro 3EM
Der Shelly Pro 3EM ist für mich ein spannender Einstieg in eine professionelle Energieerfassung im eigenen Smarthome. Besonders die 120A-Version mit aufklappbaren CT-Klemmen eignet sich gut für Projekte, bei denen bestehende Leitungen gemessen werden sollen, ohne diese für die Strommessung lösen zu müssen.
Positiv fallen vor allem die vielen Schnittstellen wie LAN, WLAN, MQTT, Webhooks und Scripting auf. Dadurch ist man nicht auf die Shelly-App beschränkt, sondern kann die Messwerte auch lokal auslesen und weiterverarbeiten.
Für einfache Verbraucher ist der Shelly Pro 3EM sicherlich überdimensioniert. Wer jedoch den Energieverbrauch eines Hauses, einer Unterverteilung oder größerer Stromkreise analysieren möchte, bekommt hier eine sehr flexible Grundlage. In den nächsten Teilen zeige ich daher, wie sich der Shelly Pro 3EM einrichten, mit Node-RED auslesen und für ein eigenes Energiedashboard nutzen lässt.
Häufige Fragen zum Shelly Pro 3EM
Was ist der Shelly Pro 3EM?
Der Shelly Pro 3EM ist ein Energiezähler für die Hutschiene. Er kann Strom, Spannung, Leistung und Energie auf bis zu drei Phasen messen und eignet sich damit für die Überwachung von Hausanschlüssen, Unterverteilungen oder größeren Stromkreisen.
Wofür eignet sich der Shelly Pro 3EM?
Der Shelly Pro 3EM eignet sich für die Energieanalyse im Smarthome, zur Überwachung des Hausverbrauchs, für Unterverteilungen, Werkstätten, Technikräume oder PV-Anwendungen. Besonders interessant ist das Gerät, wenn Messwerte später gespeichert, exportiert oder in einem Dashboard visualisiert werden sollen.
Was ist der Vorteil der 120A CT-Klemmen?
Die CT-Klemmen der 120A-Variante lassen sich öffnen und um eine vorhandene Leitung legen. Dadurch muss die Leitung für die Strommessung nicht gelöst werden. Gerade bei Nachrüstungen in bestehenden Verteilungen ist das ein großer Vorteil.
Muss man bei den CT-Klemmen auf die Richtung achten?
Ja. Auf der Unterseite der CT-Klemmen ist die Richtung mit K > L gekennzeichnet. In meinem Aufbau zeigt K in Richtung der Zuleitung und L in Richtung des Sicherungsautomaten. Wird die Klemme falsch herum montiert, können Messwerte mit falschem Vorzeichen angezeigt werden.
Kann der Shelly Pro 3EM auch einphasig betrieben werden?
Ja, der Shelly Pro 3EM kann auch einphasig betrieben werden. In diesem Fall wird die Phase gemäß dem Schaltbild auf dem Gehäuse an Klemme C angeschlossen, da der Shelly Pro 3EM seine eigene Versorgung über diese Klemme bezieht.
Warum kann es bei Klemme C zu einer kleinen Messabweichung kommen?
Der Shelly Pro 3EM verbraucht selbst eine geringe Menge Strom. Da sich das Gerät über Klemme C versorgt, kann dieser Eigenverbrauch auf dieser Phase eine kleine Abweichung verursachen. Laut technischen Daten liegt die Leistungsaufnahme bei unter 3 W.
Kann der Shelly Pro 3EM Verbraucher schalten?
Nein, der Shelly Pro 3EM ist kein Schaltaktor. Er misst Strom, Spannung, Leistung und Energie, besitzt aber kein integriertes Relais zum Schalten von Verbrauchern.
Welche Schnittstellen unterstützt der Shelly Pro 3EM?
Der Shelly Pro 3EM unterstützt unter anderem WLAN, LAN, Bluetooth, MQTT, Webhooks, Scripting sowie den Datenabruf über lokale Schnittstellen. Dadurch lässt er sich gut in Systeme wie Node-RED, Home Assistant oder eigene Monitoring-Lösungen integrieren.
Kann man die Messwerte des Shelly Pro 3EM exportieren?
Ja, Messwerte können exportiert oder über Schnittstellen lokal abgefragt werden. Für meine Beitragsreihe ist geplant, die Daten mit Node-RED abzurufen, in SQLite zu speichern und später als CSV-Datei bereitzustellen.
Wie lange speichert der Shelly Pro 3EM Messdaten intern?
Der Shelly Pro 3EM kann Messdaten intern für mindestens 60 Tage mit einer Auflösung von einer Minute speichern. Für langfristige Auswertungen ist es dennoch sinnvoll, die Daten zusätzlich lokal zu speichern.
Muss der Shelly Pro 3EM von einer Elektrofachkraft installiert werden?
Ja. Der Shelly Pro 3EM wird in der Unterverteilung bzw. im Schaltschrank installiert. Arbeiten an 230V/400V-Anlagen dürfen ausschließlich von einer Elektrofachkraft durchgeführt werden.