Pemanfaatan energi matahari melalui panel surya sangat bergantung pada orientasi Azimuth dan sudut Tilt, yang menentukan seberapa optimal energi yang diterima sepanjang hari dan tahun. Penelitian ini bertujuan untuk mengoptimalkan kombinasi Azimuth dan Tilt guna memaksimalkan penerimaan Irradian dengan menggunakan berbagai metode optimasi, termasuk Taguchi, Monte Carlo, Grey Wolf Optimizer (GWO), dan ARIMA. Hasil optimasi menunjukkan bahwa Azimuth 0° (Utara) dan Tilt 15°–30° memberikan tingkat Irradian tertinggi dalam berbagai pendekatan. Monte Carlo mengonfirmasi bahwa Tilt 30° pada Azimuth Utara menghasilkan Irradian maksimum sebesar 1026 W/m², sementara GWO menemukan kombinasi optimal dengan Irradian maksimum mencapai 1166 W/m² di Kota Baru Lampung. Peramalan menggunakan ARIMA (2,0,1) menunjukkan bahwa model ini belum sepenuhnya akurat dalam memprediksi Irradian, dengan MAE sebesar 188.08 dan RMSE sebesar 240.96, disebabkan oleh interval pengambilan data yang pendek dan variabilitas lingkungan yang tinggi. Kesimpulan dari penelitian ini menegaskan bahwa kombinasi Azimuth 0° (Utara) dan Tilt 15°–30° direkomendasikan untuk optimalisasi panel surya, dengan pilihan sudut yang lebih spesifik bergantung pada lokasi dan kondisi lingkungan. Untuk meningkatkan akurasi prediksi, direkomendasikan penggunaan model hybrid (ARIMA + Machine Learning), pengambilan data dalam periode lebih panjang, serta implementasi sistem pemantauan berbasis IoT guna menyesuaikan sudut panel secara dinamis.