Năng lượng mặt trời được lưu trữ trong pin chu kỳ sâu hoặc ngân hàng pin, trong hệ thống nối lưới hoặc trong chính lưới điện. Pin có thể được sử dụng cho cả hệ thống trên và ngoài lưới.
Pin yêu cầu bốn thành phần chính để hoạt động chính xác và lưu trữ năng lượng mặt trời. Thành phần một, bộ điều khiển sạc, ngăn pin sạc quá mức khi chúng đã đầy. Thành phần thứ hai, pin thực tế, là một nhóm các tế bào chu kỳ sâu được kết nối với nhau. Pin chu kỳ sâu được chế tạo để có tuổi thọ khoảng 10 năm và thường xuyên được xả tới 80% dung lượng.
Thành phần thứ ba, đồng hồ đo hệ thống, đo lường và hiển thị trạng thái của năng lượng mặt trời đã thu thập cũng như hiệu suất của nguồn điện. Thành phần thứ tư, ngắt kết nối DC chính, hoạt động như một bộ ngắt giữa pin và bộ biến tần để biến năng lượng mặt trời thành nguồn điện xoay chiều. Bộ ngắt này cho phép ngắt nguồn pin để bảo trì.
Hệ thống làm nóng nước bằng năng lượng mặt trời thụ động và chủ động sử dụng bể chứa nước để lưu trữ năng lượng mặt trời, cũng giống như hệ thống nhiệt năng lượng mặt trời trong bể bơi sử dụng nước bể bơi thực tế để lưu trữ năng lượng. Cả hai loại hệ thống đều có khả năng sử dụng hệ thống lưu trữ nhiệt tích lũy năng lượng mặt trời vào ban ngày dưới dạng nhiệt và sau đó giải phóng từ từ để sử dụng vào ban đêm.