Energia solară este stocată în baterii de mare ciclu sau bănci de baterii, într-un sistem legat de rețea sau în rețeaua electrică. Bateriile pot fi utilizate atât pentru sistemele on-off cât și pentru rețelele off-grid.
Bateriile necesită patru componente principale pentru a funcționa corect și pentru a stoca energia solară. Componenta unu, controlerul de încărcare, împiedică supraîncărcarea bateriilor când sunt pline. Componenta a doua, bateria reală, este o echipă de celule de ciclu adânc conectate împreună. Bateriile cu ciclu lung sunt construite pentru a dura aproximativ zece ani și sunt descărcate de până la optzeci la sută din capacitatea lor în mod regulat.
Componenta a treia, contorul de sistem, măsoară și afișează starea puterii solare colectate, precum și performanța puterii. Componenta 4, principala deconectare DC, acționează ca un întrerupător între baterie și invertor care transformă energia solară în curent alternativ. Acest întrerupător permite debranșarea bateriei pentru întreținere.
Sistemele solare de încălzire cu apă pasivă și activă utilizează rezervoarele de apă pentru stocarea energiei solare, la fel cum sistemele de încălzire solară din piscină folosesc apa efectivă pentru a stoca energia. Ambele tipuri de sisteme sunt capabile să utilizeze un sistem de stocare termică în masă care acumulează energia solară în timpul zilei sub formă de căldură și apoi îl eliberează lent pentru utilizare pe timp de noapte.