Thiết bị chống sốc điện là thiết bị bảo vệ thiết yếu cho hệ thống năng lượng mặt trời, giải quyết hiệu quả rủi ro đột biến và quá áp đặc biệt trong các tình huống phát điện bằng quang điện (PV) và đảm bảo-hoạt động ổn định và an toàn lâu dài của các trạm năng lượng mặt trời. Sự cần thiết của việc ứng dụng SPD trong hệ thống điện mặt trời được thể hiện ở nhiều khía cạnh.
Đầu tiên, các nhà máy điện mặt trời có nguy cơ bị sét đánh cực cao. Hầu hết các hệ thống quang điện được xây dựng ở các khu vực ngoài trời rộng mở như vùng núi, sa mạc và vùng đất trống ở nông thôn không có nơi trú ẩn cao. Các mảng tấm năng lượng mặt trời, hộp tổ hợp ngoài trời và đường dây truyền tải điện từ xa rất dễ bị sét đánh trực tiếp và gián tiếp, tạo ra quá điện áp nhất thời rất lớn. Nếu không có bảo vệ SPD, sét sẽ làm hỏng trực tiếp các tấm pin mặt trời, bộ biến tần và thiết bị phân phối điện.
Thứ hai, hệ thống năng lượng mặt trời thường xuyên phải chịu sự đột biến chuyển mạch bên trong. Hệ thống quang điện bao gồm các thiết bị cốt lõi như bộ biến tần quang điện, hộp tổ hợp DC và các thiết bị phân phối điện được kết nối-lưới. Việc chuyển đổi DC-AC thường xuyên, kết nối và ngắt kết nối lưới cũng như những thay đổi về tải điện sẽ tạo ra các xung chuyển mạch định kỳ và tăng đột biến điện áp, dần dần làm xói mòn lớp cách điện của thiết bị và đẩy nhanh quá trình lão hóa của các bộ phận mà không có biện pháp ngăn chặn hiệu quả.
Thứ ba, thiết bị PV có khả năng chịu quá áp thấp và chi phí bảo trì cao. Bộ biến tần năng lượng mặt trời, bộ điều khiển sạc và thiết bị kết nối-lưới điện thông minh là thiết bị điện tử công suất chính xác có chip và mạch nhạy cảm. Ngay cả những đợt tăng điện áp quá mức-micro giây cũng có thể gây ra sự cố mạch, cháy thiết bị và ngắt kết nối lưới hệ thống. Việc bố trí-các tấm pin mặt trời ở quy mô lớn và việc phân bổ trạm phân tán dẫn đến chi phí bảo trì cao và thời gian ngừng hoạt động kéo dài khi thiết bị bị hỏng.
Thứ tư, các đường truyền-đường dài sẽ khuếch đại nguy cơ đột biến điện áp. Các trạm năng lượng mặt trời thường sử dụng đường truyền cáp-đường dài để cung cấp điện cho lưới điện. Cáp dài ngoài trời có xu hướng gây ra quá điện áp khi thời tiết giông bão và nhiễu điện từ, đồng thời năng lượng đột biến tích tụ dọc theo đường dây, gây ra mối đe dọa lớn hơn cho thiết bị nguồn đầu cuối. SPD có thể hạn chế tình trạng quá điện áp và chuyển hướng năng lượng đột biến tại các nút quan trọng để chặn việc truyền đột biến.
Thứ năm, SPD cải thiện hiệu suất phát điện và độ ổn định của hệ thống. Sự dao động điện áp do xung điện- gây ra sẽ khiến các bộ biến tần khởi động và tắt thường xuyên cũng như nguồn điện đầu ra không ổn định, làm giảm hiệu suất phát điện từ năng lượng mặt trời. Việc lắp đặt SPD giúp ổn định điện áp hệ thống, giảm tỷ lệ hỏng hóc thiết bị, đảm bảo phát điện-kết nối lưới liên tục và cải thiện lợi ích kinh tế của các nhà máy điện mặt trời.