Ylijännitesuojalaitteet ovat välttämättömiä aurinkosähköjärjestelmien suojalaitteita, jotka ratkaisevat tehokkaasti aurinkosähkön (PV) sähköntuotantoskenaarioiden ainutlaatuiset ylijännite- ja ylijänniteriskit ja varmistavat aurinkovoimaloiden pitkäaikaisen turvallisen ja vakaan toiminnan. SPD-sovelluksen tarve aurinkovoimajärjestelmissä heijastuu monin tavoin.
Ensinnäkin aurinkovoimaloilla on erittäin suuri salaman altistumisriski. Useimmat aurinkosähköjärjestelmät on rakennettu avoimille ulkoalueille, kuten vuoristoalueille, aavikkoalueille ja maaseudun avoimille maille, joissa ei ole korkeita suojia. Aurinkopaneelijärjestelmät, ulkokäyttöön tarkoitetut yhdistelylaatikot ja etävoimansiirtolinjat ovat erittäin herkkiä suorille ja epäsuorille salamaniskuille, jotka synnyttävät valtavia ohimeneviä ylijännitteitä. Ilman SPD-suojausta salamapiikit vahingoittavat suoraan aurinkopaneeleja, inverttereitä ja sähkönjakelulaitteita.
Toiseksi aurinkovoimajärjestelmät kärsivät toistuvista sisäisistä kytkentäpiikeistä. PV-järjestelmät sisältävät ydinlaitteita, kuten aurinkosähköinverttereitä, DC-yhdistäjärasioita ja verkkoon{1}}liitettyjä virranjakelulaitteita. Toistuva DC-AC-muunnos, verkkoon kytkeminen ja katkaiseminen sekä tehokuormituksen muutokset synnyttävät ajoittain kytkentäpiikkejä ja jännitepiikkejä, jotka vähitellen kuluttavat laitteiden eristystä ja nopeuttavat komponenttien vanhenemista ilman tehokasta vaimennusta.
Kolmanneksi PV-laitteilla on alhainen ylijännitesietokyky ja korkeat ylläpitokustannukset. Solar invertterit, latausohjaimet ja älykkäät verkkoon liitetyt laitteet ovat tarkkuustehoelektroniikkalaitteita, joissa on herkkiä siruja ja piirejä. Jopa mikrosekunnin-tason ylijännitepiikit voivat aiheuttaa virtapiirin katkeamisen, laitteiden loppuunpalamisen ja järjestelmän verkkoyhteyden katkeamisen. Aurinkopaneelien laaja-asetelma ja hajautettu asemajakelu johtavat korkeisiin ylläpitokustannuksiin ja pitkiin seisokkeihin laitteiden vaurioituessa.
Neljänneksi pitkän{0}}etäisyyden siirtojohdot lisäävät ylijännitevaaraa. Aurinkovoimalaitokset käyttävät yleensä pitkän-etäisyyden kaapelilähetystä toimittaakseen sähköä verkkoon. Pitkät ulkokaapelit ovat alttiita aiheuttamaan ylijännitteitä ukkosmyrskyjen ja sähkömagneettisten häiriöiden aikana, ja aaltoenergia kerääntyy linjoille, mikä muodostaa suuremman uhan päätelaitteiden voimalaitteille. SPD:t voivat katkaista ylijännitteitä ja ohjata ylijänniteenergiaa avainsolmuissa estääkseen ylijännitesiirron.
Viidenneksi SPD:t parantavat sähköntuotannon tehokkuutta ja järjestelmän vakautta. Ylijännitteen-aiheuttamat jännitteen vaihtelut aiheuttavat invertterien toistuvia käynnistyksiä ja sammutuksia sekä epävakaa tehontuottoa, mikä heikentää aurinkoenergian tuotannon tehokkuutta. SPD:iden asentaminen stabiloi järjestelmän jännitettä, vähentää laitteiden vikaantumista, varmistaa jatkuvan verkkoon kytketyn sähköntuotannon ja parantaa aurinkovoimaloiden taloudellisia hyötyjä.