Öffnungswinkel der LEDs ohne Linse etwa 120°, der mit Linse etwa 90°.

Foto des Lichtkegels einer der LEDs mit Linse in 10cm Abstand zu einer Tischplatte (bei 1/30 Nennleistung)

Eine Kühlkörpergröße kann man schlecht pauschal angeben, da die Bedingungen immer andere sind. Es gibt aber eine Höchsttemperatur für die LEDs. Als Faustregel sollte man den Kühlkörper (auf dem die LEDs mit gutem Wärmeübergang angebracht sind) problemlos anfassen können. Ist es unangenehm, leidet das Material ganz sicher auch. Ganz ohne Luftbewegung kann schon ein kleiner Kühlkörper zu heiß werden, während bei leichtem Luftzug schon eine große Metallplatte problemlos ausreicht (siehe bei mir). Optimalerweise bekommt die Controller-/Treiberplatine auch etwas von diesem Luftzug ab (wichtig ab 1000 mA).

Faustregel: Bei Elektronik ist immer davon auszugehen, dass 10 Grad Temperaturunterschied ca. doppelter bzw. halber Lebensdauer entsprechen.

Übrigens: Erwärmt sich der Kühlkörper gar nicht, weist dies womöglich auf einen schlechten Wärmeübergang hin. Die LEDs sollten mit Wärmeleitkleber oder -paste (dann natürlich zusätzlich verschraubt) angebracht werden.

Ich persönlich empfehle keine Wasserkühlung, da ich Bedenken wegen möglicher Metallionen im Aquarienwasser hätte. Wasserkühlung wird jedoch von mehreren Kunden erfolgreich eingesetzt. Der korrekte Weg ist es, einen Lüfter über der Wasseroberfläche zu installieren, um der Aufheizung des Aquarienwassers entgegenzuwirken. In Verbindung mit dem Temperatursensor lässt sich der Lüfter dafür im „Lüftermodus: Wasser“ betreiben und bietet dadurch auch den Vorteil, das Aquarium während der Sommerhitze auf Temperatur zu halten.

Schaltet man LEDs (bzw. Stränge) parallel, teilen sich die Ströme nicht gleichmäßig auf (Halbleiter haben einen negativen Temperaturkoeffizienten). Kleine Unterschiede in der Fertigung der LEDs und kleine anfängliche Temperaturdifferenzen sorgen dafür, dass die wärmere LED (bzw. der Strang) mehr Strom zieht als der kältere. Dadurch wird mehr Leistung umgesetzt, es wird mehr Wärme frei. Das hat zur Folge, dass der Widerstand sinkt und noch mehr Strom fließt. Dies führt zu noch höherer Wärmeentwicklung, usw. Je nach Kühlkonzept kann das Gleichgewicht kippen und die Schaltung instabil werden, dann leuchtet die wärmere LED heller als die kältere.

Sofern der Gesamtstrom größer ist als der erlaubte Maximalstrom einer LED, kann dies zur Überlastung führen, bis zum Durchbrennen. Danach fließt der komplette Strom durch die andere Seite und zerstört diese ebenfalls. Das Phänomen wird auch als „thermal runaway“ bezeichnet.

Bleibt man mit dem Gesamtstrom im Bereich des erlaubten Maximalstroms einer LED, kann dies nicht passieren. Dies ist der einzige empfohlene Weg und er kann dazu dienen, z.B. durch Verdopplung der Anzahl der LEDs, eine Fläche bei gleicher Leistung besser auszuleuchten.

LEDs mit Linse sind hauptsächlich wichtig, wenn man eine Hängeleuchte bauen möchte, d.h. wenn absehbar ist, dass das Licht eine gewisse Strecke in Luft zurück legt. Dann kann es seitlich aus der Leuchte heraus scheinen und blenden. Bei einer Abdeckung tritt das Problem nicht auf und sobald das Licht ins Wasser übergeht, wird es ohnehin durch den hohen Brechungsindex stark in Richtung Beckenmitte gebrochen.