Paris Agreement telah mendorong negara-negara untuk memanfaatkan energi terbarukan demi mengurangi ketergantungan pada energi fosil dan menangani permasalahan perubahan iklim. Penelitian ini bertujuan untuk merancang sistem pembangkit energi terbarukan di Pulau Komodo, Nusa Tenggara Timur. Dengan menggunakan metode optimasi analisis regresi polinomial, penelitian ini bertujuan untuk menentukan desain pembangkit hibrida surya-angin yang paling optimal. Penelitian ini mengevaluasi aspek teknis, ekonomi, dan lingkungan dari sistem pembangkit hibrida surya-angin, serta melakukan analisis sensitivitas terhadap model turbin angin. Fokus utama yang dilakukan adalah mendapatkan konfigurasi yang memiliki nilai Net Present Cost (NPC) dan emisi CO2 yang rendah. Melalui rentetan analisis yang dilakukan diperoleh konfigurasi pembangkit hibrida surya-angin paling optimal yang terdiri dari Modul PV berkapasitas 496 kWp, turbin angin berkapasitas 12 × 10 kW, baterai berkapasitas 144 kWh, Power Converter System (PCS) berkapasitas 65 kW dan diesel generator eksisting berkapasitas daya mampu 80 kW. Konfigurasi ini menghasilkan nilai NPC sebesar USD 1,67 juta dan LCOE sebesar 0,300 USD/kWh, yang lebih rendah dibandingkan dengan sistem yang ada saat ini (NPC USD 2,82 juta dan LCOE 0,504 USD/kWh). Selain itu, implementasi pembangkit hibrida surya-angin secara signifikan mampu mengurangi emisi CO2 sebesar 78,62%.