Pulau Semau merupakan salah satu Pulau di kawasan 3T. Sistem kelistrikan Pulau Semau disuplai oleh 5 PLTD, PLTS dan Baterai, dengan bauran energi terbarukan yang mencapai 13%. Hal ini belum sesuai dengan target bauran energi terbarukan di Indonesia pada tahun 2025 yaitu sebesar 23%. Pola operasi pembangkitan yang diterapkan di Pulau Semau mengalami blackout karena kondisi intermitensi saat PLTS full mensuplai beban di siang hari dan baterai tidak mampu memback up. Sehingga, untuk memitigasi sifat intermitensi PLTS dengan tetap meningkatkan penetrasi energi terbarukan, perlu dilakukan optimasi pola operasi pembangkit terintegrasi antara PLTS, PLTD dan juga Baterai. Dalam penelitian ini, optimasi dilakukan dengan menggunakan software HOMER. Aplikasi HOMER menggunakan algoritma derivative-free dalam fitur HOMER Optimizer untuk mencari sistem yang paling murah. Hasil optimasi pada skenario existing didapatkan bahwa penggunaan 2 PLTD (MD dan A) dalam operasi base load serta kombinasi dari PLTS dan baterai dapat mengoptimalisasikan pola operasi dengan biaya NPC sebesar $9,7 juta, biaya O&M sebesar $583 ribu dan nilai LCOE sebesar $0.19/kWh. Sedangkan, untuk skenario 5 tahun mendatang didapatkan hasil yang optimal dengan menggunakan 3 PLTD yaitu PLTD MD, A, dan juga V dengan penambahan kapasitas PLTS menjadi 800 kWp dan PCS 540 kW. Hasil skenario tersebut membutukan biaya NPC sebesar $11,9 juta, Biaya Operating Cost sebesar $671 ribu dengan IRR sebesar 28 % dan payback period selama 3 tahun.