Gefräßige Winzlinge

Moderne Hörsysteme werden immer kleiner, können aber immer mehr. Durch leistungsfähigere Chips werden fortwährend mehr Rechenoperationen möglich. Doch wie ist es mit dem Energiebedarf? Vor allem die drahtlose Übertragung von Audiodaten benötigt einiges an Strom. Diese Verbrauchswerte sind allerdings selten bis gar nicht angegeben und die Hörgerätebatterie dann schneller leer als vom Nutzer angenommen.

Den Energiebedarf eines Hörsys­tems muss der Hersteller ne­ben anderen Angaben in einem technischen Datenblatt beziffern. Bei der Ermittlung dieses Wertes muss er sich an eine DIN-Norm halten (siehe Infokasten). Da diese noch aus Zeiten analoger Hörgeräte stammt, entspricht der ermittelte Wert kaum dem Ver­brauch moderner digitaler Hörsyste­me.


Alle adaptiven Funktionen, also Wireless- und andere Funktionen wie die Störgeräuschunterdrückung, müs­sen dabei nämlich ausgeschaltet sein. Das entspricht aber nicht den norma­len Nutzungsbedingungen. Zusätzlich wirkt es sich unter anderem auf den Energieverbrauch aus, wie laut das Ein­gangssignal (laut Norm für Strommessung 60 dB) ist, welche Funktionen des Hörsystems je nach Situation aktiv sind und wie stark die Hörbeeinträch­tigung ist – und somit die benötigte Ausgangslautstärke. Deswegen ist man­cher Nutzer irritiert, dass die Hörgerä­tebatterien schneller leer sind als an­genommen. Die Diskrepanz zwischen dem im Datenblatt angegebenen Energiever­brauch und dem tatsächlichen Bedarf bei Gebrauch des Hörsystems ist auch Professor Dr. Barry Freeman von der Florida Academy of Audiology aufge­fallen.


Er hat daher untersucht, wie hoch der tatsächliche Energiebedarf verschiedener Hörsysteme bei der Nut­zung der modernen Funktionen ist. Laut Datenblatt haben moderne Hörsysteme heute häufig einen Strom­verbrauch um 1 mA. Bereits bei Akti­vierung der Ersteinstellung (inklusive damit verbundener Wireless-Features) und ohne Streaming steigt der Strom­verbrauch oft fast auf das Doppelte an, ermittelte Freeman. Beim Streaming, stellte Freeman bei einer Überprüfung Anfang 2016 fest, wird sogar oft ein Wert von 4 mA bis 5 mA oder mehr er­reicht. Dabei kommt es auf die Art der Übertragung an. Während die 2,4-GHz- Technologie von vier getesteten Her­stellern durchgängig solche hohen Verbrauchswerte ergab, ist bei Nutzung der Nahfeldtechnologie (Near Field Magnetic Induction (NFMI)) der Stromverbrauch deutlich weniger stark erhöht auf etwas mehr als 2 mA (siehe Abbildung 1).


Bei der NFMI-Technologie wird allerdings ein Zusatzgerät benötigt, das eine eigene Stromversorgung hat, weshalb die Hörgeräte­batterie nicht allein belastet wird. Bei einem Vergleich der neuesten Modelle zahlreicher Hersteller zeigte sich, dass der Stromverbrauch in der Regel zwischen 1 mA und 1,5 mA (laut Norm in Ruhe) liegt. Der Betriebsstrom lag nach Herstellerangaben zwischen 1,1 mA und 1,9 mA. Zum Teil konnte er aber auch nicht konkret angegeben werden, weil das Hörsystem automa­tisch immer die für die jeweilige Hör­situation wichtigen Prozesse aktiviert und stufenlos optimiert. Somit ist der Stromverbrauch nie konstant und es sind nie alle Funktionen gleichzeitig in Betrieb.


Auch einen Maximalwert konnten aus diesem Grund nicht alle Hersteller angeben. Einige führten ei­nen Maximalwert inklusive Streaming von 3,3 mA an. Wichtig zu wissen ist zudem, dass der Stromverbrauch stark abhängig von verschiedenen Faktoren ist, etwa der Art des Streamingsignals, der Art der Umgebungssignale, der Stärke der Hörbeeinträchtigung und vielem mehr. Wie stark der Energiebedarf von der Art des übertragenden Signals und auch von dem verwendeten Gerät (zum Bei­spiel dem Telefon) abhängt, konnte Freeman in einer Messung ebenfalls zeigen. Er stieg von 2 mA (Leerlauf) auf bis zu 6,5 mA (Telefon plus aktive Um­gebungsmikrofone im Hörsystem).


Der Stromverbrauch steigt laut Freemans Messungen ebenfalls beim Fehlen eines von zwei eigentlich ge­paarten Hörsystemen. Wird ein Hör­system gerade nicht getragen, etwa weil es zur Reparatur ist, sucht das verbliebene Hörsystem stetig das an­dere Gerät (Funktion ausschaltbar) auf Kosten der Hörgerätebatterie. Auch bei einer Contralateral-Routing-of-Signals(CROS)-Versorgung ist der Ener­giebedarf des sendenden Gerätes hö­her als der des empfangenden Gerä­tes.


Aufgrund der deutlichen Weiterent­wicklung der Hörsysteme und deren Funktionen hinkt die entsprechende Norm zur Strommessung stark hinter­her. Es wäre sicherlich sinnvoll, die Norm zu überarbeiten oder zumindest eine Ergänzung vorzunehmen – um den Betriebsstrom und zusätzlich beim Streaming. Auch wenn der Strombedarf aufgrund genannter individueller Pa­rameter unterschiedlich sein kann, wä­re damit eine deutlich bessere Orien­tierung möglich, wie lange eine Hörge­rätebatterie voraussichtlich halten wird (Information zur richtigen Nutzung von Hörgerätebatterien siehe Seite 44–46).


Eine andere Lösung anstatt ständig zu wechselnder Hörgerätebatterien könnten moderne Akkulösungen sein. Solche wurden bei verschiedenen Ver­braucherbefragungen auch schon als Wunsch geäußert. Während bisherige Nickel-Metallhydrid(NiMH)-Akkus mo­derne Hörsysteme oft keinen ganzen Tag lang mit Strom versorgen konnten, bieten aktuell vorgestellte Akkus eine Nutzung von bis zu 24 Stunden. Auf dem Markt verfügbar sind zwei unter­schiedliche Varianten: Lithium-Ionen (Li-Io)- und Silber-Zink(AgZn)-Akkus.


In allen drei derzeit vorgestellten Hör­systemneuheiten mit neuartigem Akku werden Li-Io-Akkus verwendet. Doch 2017 sollen auch Hörsysteme mit AgZn-Akkus eingeführt werden, so Freeman, der Vizepräsident beim US-Batterie­hersteller ZPower Battery ist.


Seiner Meinung nach gibt es dafür gute Gründe: So hätten AgZn-Akkus eine höhere Energiedichte als Li-Io-Akkus, enthielten also bei gleicher Grö­ße und gleichem Gewicht mehr Strom. Vermutlich sind heutige Li-Io-Akkus aber ebenbürtig, denn laut Dr. Ross Dueber, Präsident und Geschäftsführer von ZPower, ermöglichen die AgZn-Akkus 16 bis 20 Stunden Energiever­sorgung inklusive Streaming. Bei drei Stunden NFMI-Streaming reiche die Energie sogar für 24 Stunden; bei entsprechendem 2,4-GHz-Streaming 18 Stunden.


Die Haltbarkeit der Akkus wird allerdings mit einem Jahr angege­ben (400 Ladevorgänge ohne Kapazi­tätsverlust), während die Hersteller von Hörsystemen mit Li-Io-Akkus von min­destens vier Jahren (1 500 Ladezyklen ohne Kapazitätsverlust) sprechen. Da­für können AgZn-Akkus einfach ersetzt werden – das ist nur bei einem der drei Li-Io-Akkus möglich. Vorteilhaft ist die Möglichkeit, die AgZn-Akkus bei verschiedenen herkömmlichen Hörsystemen (siehe Kompatibilitätsliste: zpowerhearing.com/compatibility) nachzurüsten.


Dazu wird eine neue, speziell entwickelte Batterieklappe ein­gebaut. Der Akku könne dennoch bei Bedarf herausgenommen und eine handelsübliche Zink-Luft-Hörgeräte­batterie genutzt werden. Bisher würden AgZn-Akkus laut Freeman nicht großflächig eingesetzt, da die Kosten für Silber relativ hoch sind und zudem starken Preisschwan­kungen unterliegen. Bei Hörsystemak­kus würden diese Faktoren aber auf­grund der geringen Größe nicht ins Gewicht fallen.


Bisher sind Zink-Luft-Batterien am verbreitetsten – durchschnittlich wird von einem Verbrauch von 40 bis 50 Stück pro Jahr und Hörsystem ausgegangen – weltweit seien es laut Freeman jährlich 1,6 Milliarden. Akkuhörsysteme kosten zwar etwas mehr als Hörsysteme mit Batterien, je­doch gleicht sich die Preisdifferenz meist im Laufe der durchschnittlich sechsjährigen Hörsystemnutzung mit den Batteriekosten aus – zumindest bei den über mehrere Jahre nutzbaren Li-Io-Akkus.


Bei der Wahl der Strom­versorgung sollte also weniger der Kostenfaktor als der Bequemlichkeitsaspekt (Akku muss nicht gewechselt oder nachgekauft werden) ausschlag­gebend sein.Es wird sich zeigen, welche Energie­versorgung sich letztlich durchsetzt. Vielleicht ist es ja auch eine ganz an­dere: die vom Hersteller Widex Hörge­räte vorgestellte und für Ende 2018 an­gekündigte Fuel Cell Technology. Bei dieser Brennstoffzellentechnologie wird die Energie mittels einer chemi­schen Reaktion von Ethanol, Wasser und Sauerstoff erzeugt. Lediglich ein kleiner Methanoltank müsse dann nachgefüllt werden.


Anja Facius

Aktuelle Ausgabe

Hörakustik 09/2017

Die Hörakustik im Abo ...