Los dirigibles estratosféricos con un panel solar han demostrado una superioridad abrumadora en muchos aspectos, como la observación de la Tierra, la encuesta meteorológica y la retransmisión de comunicaciones. El panel solar suministra suficiente energía para que el dirigible esté en vuelo durante meses, pero también se transfiere un calor excesivo al dirigible, causando una alta sobrepresión del gas interno. Sin embargo, no se ha investigado la disposición óptima de la capa de aislamiento en el dirigible. Se ha desarrollado y validado un método teórico, que incluye la geometría, modelos térmicos y de energía. Se investiga la distribución de las temperaturas y la potencia de las celdas solares, con diferentes ángulos de instalación en la superficie curva. El grosor de la capa de aislamiento tiene un efecto significativo en la potencia de salida solar y la presión interna del dirigible. Se propone una configuración optimizada de la estructura de aislamiento, con el fin de mejorar la energía total de salida del panel solar. La configuración optimizada de los aislamientos ayuda a reducir la masa estructural en un 24.9% y aumentar la masa de carga útil en un 9%. Además, la disposición optimizada mejora la energía de salida del panel solar en un año, y la mejora máxima es del 8.2% en el solsticio de invierno. El trabajo muestra la optimización de la capa de aislamiento térmico para el dirigible estratosférico con un panel solar, con el fin de mejorar la adquisición diaria de energía durante el vuelo en un año.