Fluktuasi tegangan keluaran panel surya akibat perubahan iradiasi matahari dapat mengganggu kestabilan proses pengisian baterai. Penelitian ini menganalisis pengaruh algoritma Particle Swarm Optimization (PSO) dalam mengoptimasi parameter pengendali PID terhadap respon transien dan kestabilan tegangan pada sistem MPPT berbasis buck-boost converter, membandingkannya dengan PID manual, serta menganalisis efisiensi konversi daya pada pengisian baterai menggunakan panel surya. Parameter PID dioptimasi menggunakan PSO dengan fungsi objektif Integral of Time-weighted Absolute Error (ITAE), divalidasi melalui simulasi MATLAB/Simulink, kemudian diimplementasikan pada perangkat keras berbasis mikrokontroler ESP32. Kinerja dievaluasi pada mode buck dan boost melalui settling time, overshoot, undershoot, dan ITAE. Hasil simulasi menunjukkan PID-PSO unggul pada kedua mode, mempercepat settling time hingga 58,4% pada mode boost dan 43,2% pada mode buck, serta menurunkan ITAE hingga 66,8%. Pada perangkat keras, PID-PSO tetap unggul pada mode buck, namun PID manual lebih stabil pada mode boost karena PID-PSO mengalami osilasi akibat ketidaksesuaian antara model simulasi dan sistem nyata. Pada pengujian menggunakan panel surya, efisiensi konversi kedua metode setara, yaitu sekitar 87–88%. Hal ini menunjukkan kontribusi utama optimasi PSO terletak pada perbaikan respon transien dan kestabilan regulasi tegangan, bukan pada efisiensi konversi daya.