Los dirigibles estratosféricos tienen un gran potencial en aplicaciones militares y comerciales. El diseño, análisis y optimización de dirigibles estratosféricos implica un complejo intercambio de diferentes disciplinas, por lo que un enfoque multidisciplinario es esencial. Este documento describe una metodología que acopla varias disciplinas e involucra siete variables de diseño para obtener el diseño óptimo de un dirigible estratosférico alimentado por paneles solares. Se establece un método numérico para calcular la potencia de salida del panel solar en el proceso de optimización. Las soluciones óptimas se obtienen utilizando algoritmos híbridos. La metodología puede obtener la forma óptima del envolvente, la disposición del panel solar y otras configuraciones generales de subsistemas. Los resultados muestran que la metodología fue capaz de lograr una solución con una reducción del 19.2% en el volumen del dirigible en comparación con el valor que forma parte de un conjunto inicial arbitrario de parámetros del dirigible. Además, se lleva a cabo un estudio comparativo para resaltar la importancia de las consideraciones sobre las disposiciones de los paneles solares y la ubicación circunferencial de los paneles. Además, un análisis de sensibilidad detallado muestra que los parámetros operativos de latitudes, ángulos de rumbo y velocidades medias de viento resistente tienen efectos significativos en el diseño del dirigible y las disposiciones de los paneles solares.