Prenapetostne zaščitne naprave so bistvena zaščitna oprema za sisteme sončne energije, ki učinkovito rešujejo edinstvena tveganja prenapetosti in prenapetosti pri scenarijih fotonapetostne (PV) proizvodnje energije ter zagotavljajo-dolgoročno varno in stabilno delovanje sončnih elektrarn. Nujnost uporabe SPD v solarnih sistemih se kaže v več vidikih.
Prvič, sončne elektrarne imajo izjemno visoko tveganje izpostavljenosti streli. Večina fotonapetostnih sistemov je zgrajenih na odprtih zunanjih območjih, kot so gorske regije, puščave in podeželska odprta zemljišča brez visokih zavetij. Nizi sončnih kolektorjev, zunanje kombinirane omarice in daljnovodi za prenos električne energije so zelo občutljivi na neposredne in posredne udare strele, ki ustvarjajo velike prehodne prenapetosti. Brez zaščite SPD bodo udari strele neposredno poškodovali sončne kolektorje, pretvornike in opremo za distribucijo električne energije.
Drugič, sistemi sončne energije trpijo zaradi pogostih notranjih preklopnih sunkov. Fotonapetostni sistemi vsebujejo osnovno opremo, kot so fotovoltaični pretvorniki, kombinirane omarice za enosmerni tok in-naprave za distribucijo električne energije, povezane z omrežjem. Pogoste pretvorbe DC-AC, priključitve in odklopi na omrežje ter spremembe obremenitve električne energije bodo povzročile občasne preklopne sunke in napetostne skoke, ki postopoma spodkopavajo izolacijo opreme in pospešujejo staranje komponent brez učinkovitega dušenja.
Tretjič, PV oprema ima nizko toleranco za prenapetost in visoke stroške vzdrževanja. Solarni pretvorniki, krmilniki polnjenja in naprave,-povezane z inteligentnim omrežjem, so natančna napajalna elektronska oprema z občutljivimi čipi in vezji. Celo mikrosekundni-prenapetostni sunki lahko povzročijo okvaro tokokroga, izgorelost opreme in odklop sistemskega omrežja. Velika-postavitev sončnih kolektorjev in decentralizirana distribucija postaj povzročata visoke stroške vzdrževanja in dolge izpade, ko se oprema poškoduje.
Četrtič, daljnovodi -na velike razdalje povečujejo nevarnost prenapetosti. Sončne elektrarne običajno uporabljajo-kabelski prenos na dolge razdalje za prenos energije v omrežje. Dolgi zunanji kabli so nagnjeni k povzročanju prenapetosti v nevihtnem vremenu in elektromagnetnih motnjah, vzdolž vodov pa se kopiči energija valov, kar predstavlja večjo grožnjo za terminalsko napajalno opremo. SPD-ji lahko omejijo prenapetosti in preusmerijo udarno energijo na ključnih vozliščih, da blokirajo udarni prenos.
Petič, SPD izboljšajo učinkovitost proizvodnje električne energije in stabilnost sistema. Nihanja napetosti, ki jih povzroči-napetost, bodo povzročila pogoste zagone in zaustavitve pretvornikov ter nestabilno izhodno moč, kar bo zmanjšalo učinkovitost proizvodnje sončne energije. Namestitev SPD-jev stabilizira sistemsko napetost, zmanjša stopnje okvar opreme, zagotavlja neprekinjeno-proizvodnjo električne energije, povezano z omrežjem, in izboljša gospodarske koristi sončnih elektrarn.