Penelitian ini menyoroti pentingnya pengoptimalan beban pada sistem hibrida yang menggabungkan Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) dan Pembangkit Listrik Tenaga Diesel (PLTD) dalam rangka mengurangi biaya operasional dan emisi karbon. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk menganalisis tingkat optimasi PLTS dalam sistem hibrida PLTD serta menghitung kapasitas PLTS agar memungkinkan suplai listrik selama 24 jam penuh. Metode penelitian meliputi observasi lapangan langsung dan analisis data sekunder dari pemilik proses bisnis, dilengkapi dengan pendekatan aplikasi HOMER dan PVsyst. Hasil penelitian menunjukkan bahwa untuk melayani 474 pelanggan, sistem menggunakan dua pembangkit diesel dengan daya 80 kW masing-masing, panel surya 121 kW, 38 unit BESS dengan daya 182 kW, serta konverter berkapasitas 84 kW. Sedangkan, untuk tambahan 420 pelanggan, sistem ditingkatkan dengan panel surya 201 kW, tambahan konverter, dan tetap mempertahankan kapasitas BESS. Tingkat optimalisasi menunjukkan peningkatan kapasitas energi terbarukan sebesar 19%, dengan peningkatan renewable fraction sebesar 28% untuk pelanggan eksisting dan 34% untuk pelanggan tambahan. Efisiensi biaya operasional juga tercapai, dengan penghematan biaya sebesar Rp 17,769 miliar per tahun untuk pelanggan eksisting, dan Rp 24,905 miliar per tahun untuk tambahan pelanggan. Untuk mendukung penambahan kapasitas PLTS, dibutuhkan lahan seluas 6.796 m² untuk menghasilkan daya 800 kWp. Hasil optimasi PLTS juga berpotensi mengurangi emisi sebesar 107 mg/Nm3. Penelitian ini mendukung keberlanjutan energi dan efisiensi ekonomi dalam sistem ketenagalistrikan Pulau Tanakeke. Penelitian ini memberikan masukan strategis bagi pemerintah dan PT PLN (Persero) dalam merencanakan dan mengimplementasikan sistem kelistrikan berkelanjutan di daerah terpencil.