Érdemes védeni a fotovoltaikus rendszereket is a közvetlen és közvetett villámcsapásoktól. A hatékony védelem érdekében meg kell akadályozni magát a rendszert érő közvetlen villámcsapást, valamint az elektromos készülékek károsodását közvetett feszültséghullám miatt. A megfelelő védelmet a fotovoltaikus rendszertől elkülönített villámhárító rendszer és a túlfeszültségvédelem kiépítése biztosítja. Amikor a villám becsap egy villámvédelmi rendszerbe, az induktív és kapacitív csatlakozások miatt a fotovoltaikus rendszerben túlfeszültség léphet fel. A fotovoltaikus rendszer meghibásodását az ilyen feszültséghullámok miatt egy jó minőségű túlfeszültségvédelem gondos kiválasztásával és felszerelésével lehet megelőzni.
A villámvédelmi zónától és az alkalmazási területtől függően különféle túlfeszültségvédelmi megoldásokat lehet kiépíteni az LPZ határain (az IEC 1312-1 és az EN 62305 előírásainak megfelelően), amelyek kiegyenlítik a fotovoltaikus rendszerek pozitív és negatív vezetőinek potenciálját, és kiküszöbölik a légköri kisülések vagy a kapcsolási műveletek során keletkező tranziens túlfeszültséget.