تعتمد أنظمة الطاقة الشمسية المستقلة ذاتيًّا اعتمادًا كبيرًا على بطاريات الطاقة الشمسية الخاصة بالتشغيل خارج الشبكة الكهربائية. ويعود ذلك إلى أن هذه البطاريات تخزِّن الطاقة الزائدة التي تُنتَج خلال النهار لاستخدامها ليلاً أو في الأيام الغائمة. وتُستخدَم عادةً بطاريات الرصاص الحمضية ذات الدورة العميقة أو بطاريات الليثيوم-أيون، وذلك لأنها قادرة على التحمُّل المتكرر لعمليات التفريغ العميق دون أن تتعرَّض لتدهور ملحوظ. ويجب تصميم النظام بدقة عالية مع مراعاة استهلاك الطاقة وإنتاج الألواح الشمسية ومتطلبات التشغيل الاحتياطي. وتؤدي هذه الأنظمة العاملة خارج الشبكة إلى خفض الاعتماد على الطاقة وتقليل الارتباط بالشبكة الكهربائية، ما يجعلها مثالية للمواقع النائية أو الأماكن التي تتطلب أمنًا طاقيًّا.