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 تُنتجها الألواح الشمسية خلال النهار لاستخدامها ليلاً أو في الأيام الغائمة. وتُستخدم عادةً بطاريات الرصاص-الحمضية ذات الدورة العميقة أو بطاريات الليثيوم-أيون، وذلك لقدرتها على التحمل أمام عمليات التفريغ العميق المتكررة دون حدوث تدهور ملحوظ في أدائها. ويجب تصميم النظام بدقةٍ عاليةٍ من حيث استهلاك الطاقة، وإنتاج الألواح الشمسية، ومتطلبات الطاقة الاحتياطية. وبما أن هذه الأنظمة التشغيلية خارج الشبكة تقلل الاعتماد على الطاقة والارتباط بالشبكة الكهربائية، فهي مثالية للمواقع النائية أو الأماكن التي تتطلب أمنًا طاقيًّا.